JP7206792B2 - Steel for line pipes - Google Patents

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Description

本発明は、鋼材に関し、さらに詳しくは、ラインパイプ用鋼材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to steel materials, and more particularly to steel materials for line pipes.

海底に敷設されるパイプラインは、高圧流体を内部に通す。パイプラインはさらに、波浪による繰り返し歪みと、海水圧とを受ける。そのため、海底のパイプラインに使用される鋼管には、高い強度と高い低温靭性とが要求される。 Pipelines laid on the sea bed pass high-pressure fluids through them. Pipelines are also subjected to cyclic strain due to waves and sea pressure. Therefore, steel pipes used for undersea pipelines are required to have high strength and high low-temperature toughness.

パイプラインは、複数のラインパイプで構成される。ラインパイプ用の鋼管として、電気抵抗溶接鋼管(以下、電縫鋼管という)が利用される場合がある。電縫鋼管の肉厚を厚くすれば、高強度が得られる。しかしながら、肉厚が厚くなれば、脆性破壊が生じやすく、靭性が低下する。そのため、厚肉の電縫鋼管では、優れた靭性が求められる。 A pipeline is composed of a plurality of line pipes. Electric resistance welded steel pipes (hereinafter referred to as electric resistance welded steel pipes) are sometimes used as steel pipes for line pipes. High strength can be obtained by increasing the wall thickness of the electric resistance welded steel pipe. However, if the wall thickness increases, brittle fracture is likely to occur and toughness decreases. Therefore, thick-walled electric resistance welded steel pipes are required to have excellent toughness.

低温靭性の指標として、DWTT(Drop Weight Tear Test:落重試験)保証温度がある。DWTT保証温度は、DWTT試験において85%以上の延性破面率を有する温度を意味する。DWTT保証温度が低いほど、低温靭性が高いことを意味する。近年、ラインパイプ用電縫鋼管では、従来よりも優れた低温靭性が要求されている。 As an index of low temperature toughness, there is a DWTT (Drop Weight Tear Test) guaranteed temperature. The DWTT guarantee temperature means the temperature at which the DWTT test has a ductile fracture rate of 85% or more. The lower the DWTT guaranteed temperature, the higher the low temperature toughness. In recent years, electric resistance welded steel pipes for line pipes are required to have better low-temperature toughness than ever before.

国際公開第2012/002481号(特許文献1)は、ラインパイプ用熱延鋼板の低温靭性を高める製造方法を提案する。 International Publication No. 2012/002481 (Patent Document 1) proposes a manufacturing method for increasing the low temperature toughness of hot-rolled steel sheets for line pipes.

特許文献1に開示されたラインパイプ用熱延鋼板は、質量%にて、C=0.02~0.08%、Si=0.05~0.5%、Mn=1~2%、Nb=0.03~0.12%、Ti=0.005~0.05%、を満足し、残部がFe及び不可避的不純物元素からなる。当該鋼板表面から板厚の1/2厚の深さにおけるミクロ組織において初析フェライト分率が3%以上20%以下で他が低温変態相及び1%以下のパーライトであり、ミクロ組織全体の個数平均結晶粒径が1μm以上2.5μm以下かつエリア平均粒径が3μm以上9μm以下であり、エリア平均粒径の標準偏差が0.8μm以上2.3μm以下であり、また鋼板表面から板厚の1/2厚の深さにおいて鋼板表面に平行な面に対する{211}方向と{111}方向の反射X線強度比{211}/{111}が1.1以上である。このラインパイプ用鋼板は、厚さ中央部の初析フェライト分率と、平均粒径と、集合組織とを制御することにより、優れた強度及び低温靭性が得られる、と特許文献1には記載されている。 The hot-rolled steel sheet for line pipes disclosed in Patent Document 1 has C = 0.02 to 0.08%, Si = 0.05 to 0.5%, Mn = 1 to 2%, Nb = 0.03 to 0.12%, Ti = 0.005 to 0.05%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurity elements. In the microstructure at a depth of 1/2 of the plate thickness from the surface of the steel plate, the proeutectoid ferrite fraction is 3% or more and 20% or less, the others are the low temperature transformation phase and 1% or less pearlite, and the number of the entire microstructure The average crystal grain size is 1 μm or more and 2.5 μm or less, the area average grain size is 3 μm or more and 9 μm or less, the standard deviation of the area average grain size is 0.8 μm or more and 2.3 μm or less, and the thickness from the steel plate surface The reflected X-ray intensity ratio {211}/{111} in the {211} direction and the {111} direction with respect to a plane parallel to the surface of the steel sheet at a depth of 1/2 thickness is 1.1 or more. Patent Document 1 states that this steel plate for line pipes can obtain excellent strength and low-temperature toughness by controlling the proeutectoid ferrite fraction at the center of the thickness, the average grain size, and the texture. It is

国際公開第2012/002481号WO2012/002481

しかしながら、特許文献1に開示される熱延鋼板は、圧延工程前の加熱温度が高く、オーステナイト粒が粗大化する場合がある。この場合、結晶粒が粗大化し、低温靭性が低下し得る。 However, in the hot-rolled steel sheet disclosed in Patent Document 1, the heating temperature before the rolling process is high, and the austenite grains may become coarse. In this case, the crystal grains may become coarse and the low temperature toughness may deteriorate.

本発明の目的は、優れた低温靭性を有するラインパイプ用鋼材を提供することである。 An object of the present invention is to provide a steel material for line pipes having excellent low temperature toughness.

本実施形態によるラインパイプ用鋼材は、質量%で、C:0.010~0.060%、Si:0.05~0.30%、Mn:0.50~2.00%、P:0~0.030%、S:0~0.0100%、Al:0.010~0.035%、N:0.0010~0.0080%、Nb:0.010~0.080%、Ti:0.005~0.030%、Ni:0.001~0.50%、Mo:0.05~0.30%、O:0~0.0030%、Ca:0~0.0050%、V:0~0.100%、Cr:0~0.30%、Cu:0~0.30%、Mg:0~0.0050%、及び、希土類元素:0~0.0100%を含有し、残部がFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。厚さ中央部の組織において、フェライト分率は60~90%であり、有効結晶粒径は15μm以下であり、結晶粒径が20μm以上の結晶粒の面積率である粗大結晶粒率は20%以下である。圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、RD面及びND面に垂直な面をTD面としたとき、RD面とのなす角度が45°であり、かつ、TD面とのなす角度が45°である特定面において、{100}面の集積度が1.50~2.50である。
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
The steel material for line pipes according to the present embodiment has, in mass %, C: 0.010 to 0.060%, Si: 0.05 to 0.30%, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0 ~0.030%, S: 0-0.0100%, Al: 0.010-0.035%, N: 0.0010-0.0080%, Nb: 0.010-0.080%, Ti: 0.005-0.030%, Ni: 0.001-0.50%, Mo: 0.05-0.30%, O: 0-0.0030%, Ca: 0-0.0050%, V : 0 to 0.100%, Cr: 0 to 0.30%, Cu: 0 to 0.30%, Mg: 0 to 0.0050%, and a rare earth element: 0 to 0.0100%, The remainder consists of Fe and impurities, and has a chemical composition that satisfies formula (1). In the structure at the center of the thickness, the ferrite fraction is 60 to 90%, the effective grain size is 15 μm or less, and the coarse grain ratio, which is the area ratio of grains with a grain size of 20 μm or more, is 20%. It is below. When the surface perpendicular to the rolling direction is the RD surface, the rolling surface is the ND surface, and the RD surface and the surface perpendicular to the ND surface are the TD surface, the angle formed with the RD surface is 45 °, and the angle with the TD surface is 45 °. In a specific plane having an angle of 45°, the degree of integration of {100} planes is 1.50 to 2.50.
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for each element symbol in formula (1).

ラインパイプ用鋼材はたとえば、ラインパイプ用熱延鋼板、又は、ラインパイプ用電縫鋼管である。 Steel materials for line pipes are, for example, hot-rolled steel sheets for line pipes or electric resistance welded steel pipes for line pipes.

本実施形態において、有効結晶粒径とは、EBSP-OIM(商標)(Electron Back Scatter Diffraction Pattern-Orientation Image Microscopy)法において、隣り合う測定点の方位差が15°を超えた位置を粒界として、上記粒界に囲まれた領域を結晶粒として得られる粒径及び面積から計算されるエリア平均粒径を意味する。 In the present embodiment, the effective crystal grain size is defined as the position where the orientation difference of adjacent measurement points exceeds 15 ° in the EBSP-OIM (trademark) (Electron Back Scatter Diffraction Pattern-Orientation Image Microscopy) method as a grain boundary. , mean the area-average grain size calculated from the grain size and area obtained as crystal grains in the region surrounded by the grain boundaries.

本発明によるラインパイプ用鋼材は、優れた低温靭性を有する。 The steel material for line pipes according to the present invention has excellent low temperature toughness.

図1は、ラインパイプ用鋼材において、圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、RD面及びND面に垂直な面をTD面としたとき、RD面とのなす角度が45°であり、かつ、TD面とのなす角度が45°である面(以下、特定面ともいう)を示す斜視図である。なお、NDは厚さ方向を示す。Fig. 1 shows that, in steel material for line pipes, when the surface perpendicular to the rolling direction is the RD surface, the rolling surface is the ND surface, and the RD surface and the surface perpendicular to the ND surface are the TD surface, the angle formed by the RD surface is 45. is 45° and forms an angle of 45° with the TD plane (hereinafter also referred to as a specific plane). ND indicates the thickness direction. 図2は、特定面における{100}面の集積度({100}集積度)と、-30℃でDWTT試験を行った場合の延性破面率(%)との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the degree of {100} plane accumulation ({100} degree of accumulation) in a specific plane and the ductile fracture surface ratio (%) when a DWTT test is performed at -30°C. 図3は、本実施の形態によるラインパイプ用鋼材の連続冷却変態曲線の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a continuous cooling transformation curve of the steel material for line pipe according to the present embodiment. 図4は、本実施の形態によるラインパイプ用鋼材の製造工程を示すフロー図である。FIG. 4 is a flow chart showing the manufacturing process of the steel material for line pipes according to the present embodiment. 図5は、引張試験に用いた引張試験片の平面図である。なお、図中の数値は寸法(単位:mm)を示す。FIG. 5 is a plan view of a tensile test piece used in the tensile test. In addition, the numerical value in a figure shows a dimension (unit: mm). 図6は、DWTT試験に用いたDWTT試験片の正面図及び側面図である。なお、図中の数値及びtは寸法(単位:mm)を示す。FIG. 6 is a front view and a side view of a DWTT test piece used in the DWTT test. Numerical values and t in the figure indicate dimensions (unit: mm).

本発明者らは、ラインパイプ用鋼材の低温靭性について調査及び検討を行い、次の知見を得た。 The present inventors have investigated and studied the low-temperature toughness of steel materials for line pipes, and obtained the following knowledge.

本発明者らはまず、ラインパイプ用電縫鋼管の低温靭性を高めるために、鋼の集合組織に着目した。 The present inventors first focused on the texture of steel in order to improve the low-temperature toughness of electric resistance welded steel pipes for line pipes.

ラインパイプ用鋼等の炭素鋼は、体心立方構造を示し、鋼の集合組織において、{100}面はへき開破面であり、{110}面や{111}面等に比べ、{100}面は、{100}面に平行に亀裂が伝播した時に剥離しやすい結晶面である。 Carbon steel, such as steel for line pipes, exhibits a body-centered cubic structure. A plane is a crystal plane that is likely to separate when a crack propagates parallel to the {100} plane.

ラインパイプは、天然ガスや原油などの気体や液体が高圧で充填されており、最大応力は鋼管の周方向に働いているため、亀裂は鋼管軸に平行に伝播しやすい。ラインパイプ用電縫鋼管においては、通常、管軸方向がラインパイプ用熱延鋼板の熱間圧延時の圧延方向(以下、RD方向という)であるため、亀裂が伝播しやすいのは、RD方向である。 Line pipes are filled with gas or liquid such as natural gas or crude oil at high pressure, and since the maximum stress acts in the circumferential direction of the steel pipe, cracks tend to propagate parallel to the steel pipe axis. In electric resistance welded steel pipes for line pipes, the pipe axis direction is usually the rolling direction (hereinafter referred to as the RD direction) during hot rolling of the hot-rolled steel plate for line pipes, so cracks tend to propagate in the RD direction. is.

したがって、{100}面の法線が、RD方向と垂直である場合、亀裂が伝播しやすいと本発明者らは考えた。そこで、{100}面の法線を、RD方向と垂直な方向から45°傾ければ、亀裂の伝播を抑制できると本発明者らは考えた。これにより、{100}面の法線を、RD方向と垂直な方向から最も傾けることができるからである。より具体的には、次のとおりである。 Therefore, the inventors considered that cracks propagate easily when the normal to the {100} plane is perpendicular to the RD direction. Therefore, the present inventors considered that if the normal to the {100} plane is inclined by 45° from the direction perpendicular to the RD direction, crack propagation can be suppressed. This is because the normal to the {100} plane can be most inclined from the direction perpendicular to the RD direction. More specifically, it is as follows.

図1は、ラインパイプ用鋼材の厚さ中央部の微小領域の模式図である。ラインパイプ用鋼材が鋼板である場合、図示された微小領域は板厚中央部のものである。ラインパイプ用鋼材が鋼管である場合、板厚中央部は、肉厚中央部に相当する。つまり、図示された微小領域は肉厚中央部のものである。図1において、圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、RD面及びND面に垂直な面をTD面とする。RD面とのなす角度が45°であり、かつ、TD面とのなす角度が45°である面を、特定面とする。なお、ND方向は、厚さ方向(板厚方向又は肉厚方向)を示す。 FIG. 1 is a schematic diagram of a minute area at the center of the thickness of a steel material for line pipes. When the steel material for line pipes is a steel plate, the minute region shown is the central portion of the plate thickness. When the steel material for line pipes is a steel pipe, the plate thickness central portion corresponds to the wall thickness central portion. In other words, the minute area shown in the drawing is the central part of the thickness. In FIG. 1, the plane perpendicular to the rolling direction is the RD plane, the rolling plane is the ND plane, and the RD plane and the plane perpendicular to the ND plane are the TD planes. A plane forming an angle of 45° with the RD plane and forming an angle of 45° with the TD plane is defined as a specific plane. The ND direction indicates the thickness direction (thickness direction or thickness direction).

なお、鋼管の円周方向は、鋼板の板幅方向と異なり、湾曲している。しかしながら、上述の微小領域では、円周方向はほぼ直線であり、実質的に直線のTD方向に一致する。そのため、図1で示す特定面は、ラインパイプ用電縫鋼管においても、同様に示される。 Note that the circumferential direction of the steel pipe is curved, unlike the width direction of the steel plate. However, in the minute regions described above, the circumferential direction is substantially straight and substantially coincides with the straight TD direction. Therefore, the specific surface shown in FIG. 1 is similarly shown in the electric resistance welded steel pipe for line pipe.

図1を参照して、圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、RD面及びND面に垂直な面をTD面としたとき、RD面とのなす角度が45°であり、かつ、TD面とのなす角度が45°である特定面において、{100}面が集積すれば、最も亀裂が進展しやすい面での剥離が抑制されると、本願発明者らは考えた。 Referring to FIG. 1, when the surface perpendicular to the rolling direction is the RD surface, the rolling surface is the ND surface, and the RD surface and the surface perpendicular to the ND surface are the TD surface, the angle formed with the RD surface is 45°. And the inventors of the present application thought that if {100} planes were accumulated in a specific plane having an angle of 45° with the TD plane, peeling would be suppressed on the plane where cracks are most likely to grow. .

以上の考えに基づいて、本発明者らは、特定面における{100}面の集積度(以下、{100}集積度という)と、-30℃でDWTT試験を行った場合の延性破面率(%)との関係について調査を行った。 Based on the above ideas, the present inventors have determined the degree of integration of the {100} plane in a specific plane (hereinafter referred to as the {100} degree of integration) and the ductile fracture surface rate when performing a DWTT test at -30 ° C. (%).

図2は、{100}集積度と、-30℃でDWTT試験を行った場合の延性破面率(%)との関係を示す図である。図2は次のとおり得られた。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the {100} accumulation degree and the ductile fracture surface ratio (%) when the DWTT test is performed at -30°C. Figure 2 was obtained as follows.

後述の実施例における表1に示す鋼Aの組成を有するスラブを用いて、ラインパイプ用電縫鋼管を製造した。 Electric resistance welded steel pipes for line pipes were manufactured using slabs having the composition of Steel A shown in Table 1 in Examples described later.

具体的にはスラブを、加熱炉で、1060~1200℃の温度に加熱した。加熱されたスラブに対して粗圧延を実施した。粗圧延の最終スタンド出側の温度T0は900~985℃、及び、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間t0は50~230秒であった。粗圧延後、760~800℃で仕上げ圧延を行って、鋼板を製造した。仕上げ圧延後の鋼板に対して、ROT(ランアウトテーブル)冷却を実施した。 Specifically, the slab was heated to a temperature of 1060-1200° C. in a heating furnace. Rough rolling was performed on the heated slab. The temperature T 0 at the exit side of the final stand in rough rolling was 900 to 985° C., and the time t 0 from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling was 50 to 230 seconds. After rough rolling, finish rolling was performed at 760 to 800° C. to produce a steel plate. ROT (run out table) cooling was performed on the steel sheet after the finish rolling.

以上の製造工程により鋼板を製造した。得られたラインパイプ用熱延鋼板を巻取り、ホットコイルの形態のラインパイプ用熱延鋼板を得た。 A steel plate was manufactured by the manufacturing process described above. The obtained hot-rolled steel sheet for line pipe was coiled to obtain a hot-rolled steel sheet for line pipe in the form of a hot coil.

得られたラインパイプ用熱延鋼板を用いて上述の方法で製管し、外径が304.8~660.4mm、肉厚12~25mmのラインパイプ用電縫鋼管を製造した。 Using the hot-rolled steel sheets for line pipes thus obtained, pipes were produced by the method described above to produce electric resistance welded steel pipes for line pipes having an outer diameter of 304.8 to 660.4 mm and a wall thickness of 12 to 25 mm.

後述の方法に基づいて、EBSD(Electron Back Scatter Diffraction Patterns:後方散乱電子線回折)法を用いて、{100}集積度を測定した。EBSD法での測定条件は倍率:400倍、視野面積:200μm×500μm、測定ステップ:0.3μmとした。 The {100} integration degree was measured using an EBSD (Electron Back Scatter Diffraction Patterns) method based on the method described below. The measurement conditions for the EBSD method were magnification: 400 times, visual field area: 200 μm×500 μm, and measurement step: 0.3 μm.

得られたラインパイプ用電縫鋼管に対して低温靭性試験を実施した。より具体的には、API規格の5L3(Recommended practice for conducting drop weight tear test)の規定に準拠して、-30℃でDWTT試験を行い、延性破面率を求めた。 A low-temperature toughness test was performed on the obtained electric resistance welded steel pipe for line pipe. More specifically, a DWTT test was performed at −30° C. in accordance with API standard 5L3 (Recommended practice for conducting drop weight tear test) to determine the ductile fracture rate.

図2を参照して、{100}集積度の増加に伴い、延性破面率は高まる。そして、{100}集積度が1.50を超えれば、延性破面率が85%以上となる。{100}集積度が1.50を超えた場合さらに、{100}集積度が高くなっても、延性破面率はそれほど大きく変化しない。つまり、{100}集積度に対する延性破面率は、{100}集積度1.50付近で変曲点を有する。このように、{100}集積度1.50付近の変曲点を境に、延性破面率が85%以上となり、低温靭性に優れたラインパイプ用電縫鋼管が得られることを、本発明者らは初めて知見した。 Referring to FIG. 2, as the {100} accumulation degree increases, the ductile fracture surface ratio increases. When the {100} accumulation degree exceeds 1.50, the ductile fracture surface ratio becomes 85% or more. When the {100} accumulation degree exceeds 1.50, the ductile fracture surface ratio does not change so much even when the {100} accumulation degree increases. That is, the ductile fracture surface ratio with respect to the {100} accumulation degree has an inflection point near the {100} accumulation degree of 1.50. As described above, the ductile fracture surface ratio becomes 85% or more at the inflection point near the {100} accumulation degree of 1.50, and the electric resistance welded steel pipe for line pipe having excellent low temperature toughness can be obtained. they found out for the first time.

本発明者らは、ラインパイプ用鋼材の低温靭性についてさらに調査及び検討を行い、次の知見を得た。 The present inventors have further investigated and examined the low-temperature toughness of steel materials for line pipes, and obtained the following findings.

(A)鋼の組織がフェライト主体であれば、微細な結晶粒を得ることができ、鋼の低温靭性が高まる。圧延時の加熱温度を1200℃以下として、結晶粒の粗大化を抑制する。さらに、圧延後の未再結晶組織に多数の核生成サイトを生成して、多数の新たなフェライト粒が生成するよう冷却を制御する。この場合、最終的なフェライト粒が微細になり、その結果、鋼の低温靭性が高まる。 (A) If the structure of the steel is mainly ferrite, fine crystal grains can be obtained and the low-temperature toughness of the steel increases. Coarse grains are suppressed by setting the heating temperature during rolling to 1200° C. or less. Furthermore, cooling is controlled so that a large number of nucleation sites are generated in the non-recrystallized structure after rolling, and a large number of new ferrite grains are generated. In this case, the final ferrite grains become finer, resulting in an increase in the low temperature toughness of the steel.

一方、鋼の組織がベイナイト主体であれば、旧オーステナイト粒をそのまま受け継いだ結晶粒の中にラス(細長い組織)が生成するものの、それらの方位はブロックごとに揃い、各ブロックが実質的に一つの結晶粒となる。そのため、ベイナイトにおける結晶粒の大きさは、旧オーステナイト粒の大きさで決まる。そのため、結晶粒が粗大化しやすく、その結果、鋼の低温靭性が低下しやすい。したがって、本実施形態のラインパイプ用鋼材では、組織をフェライト主体とする。 On the other hand, if the structure of the steel is mainly bainite, although laths (elongated structures) are generated in the crystal grains inherited from the previous austenite grains, the orientations of the laths are aligned for each block, and each block is substantially the same. It becomes one crystal grain. Therefore, the size of crystal grains in bainite is determined by the size of prior austenite grains. Therefore, crystal grains tend to coarsen, and as a result, the low-temperature toughness of steel tends to decrease. Therefore, in the steel material for line pipes of the present embodiment, the structure is mainly ferrite.

(B)C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V、及びNbはいずれも、ラインパイプ用鋼材の連続冷却変態図(Continuous Cooling Transformation Diagram:CCT線図)のS曲線(フェライト領域、パーライト領域、及び、ベイナイト領域)に影響を与える。 (B) C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, V, and Nb are all S curves (ferrite region, pearlite area and bainite area).

F1=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3と定義する。F1が低すぎれば、CCT線図のS曲線は左側にシフトし過ぎる。この場合、鋼の低温靭性が低下する。この理由は次のとおりである。 Define F1=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3. If F1 is too low, the S-curve of the CCT diagram will shift too far to the left. In this case, the low temperature toughness of the steel is reduced. The reason for this is as follows.

オーステナイトからフェライトに変態する際の駆動力(相変態の駆動力)の大きさは、鋼材温度に相関する。鋼材温度が高い場合、相変態の駆動力は小さい。そのため、フェライト変態核は生成されにくい。さらに、鋼材温度が高いため、フェライト粒の成長は早い。その結果、フェライト粒が粗大化する。一方、鋼材温度が低い場合、相変態の駆動力は大きい。そのため、フェライト変態核が生成されやすい。さらに、鋼材温度が低いため、フェライト粒の成長は遅い。その結果、フェライト粒が微細化する。 The magnitude of the driving force (driving force for phase transformation) for transforming from austenite to ferrite correlates with the temperature of the steel material. When the steel material temperature is high, the driving force for phase transformation is small. Therefore, ferrite transformation nuclei are less likely to be generated. Furthermore, since the temperature of the steel material is high, the growth of ferrite grains is rapid. As a result, ferrite grains become coarse. On the other hand, when the steel material temperature is low, the driving force for phase transformation is large. Therefore, ferrite transformation nuclei are likely to be generated. Furthermore, due to the low steel material temperature, the growth of ferrite grains is slow. As a result, ferrite grains are refined.

CCT線図のS曲線は左側にシフトし過ぎた場合、鋼材温度が高い状態でフェライト領域に入る。そのため、上記のとおり、フェライト粒が粗大化して、有効結晶粒径が大きくなる。さらに、混粒組織になりやすいため、粗大結晶粒率が大きくなる。この場合、鋼の低温靭性が低下する。F1が低すぎればさらに、焼入れ性が低下して十分な強度が得られない。 When the S curve of the CCT diagram shifts too far to the left, it enters the ferrite region while the steel material temperature is high. Therefore, as described above, the ferrite grains are coarsened and the effective crystal grain size is increased. Furthermore, since it tends to form a mixed grain structure, the ratio of coarse grains increases. In this case, the low temperature toughness of the steel is reduced. If F1 is too low, the hardenability is further lowered and sufficient strength cannot be obtained.

一方、F1が高すぎれば、S曲線が右側にシフトし過ぎる。この場合、冷却曲線がフェライトノーズにかかりにくくなる。その結果、ベイナイト、マルテンサイト等の硬質組織の生成量が多くなり、組織中のフェライト分率が低下する。その結果、鋼の低温靭性が低下する。 On the other hand, if F1 is too high, the S-curve will shift too far to the right. In this case, the cooling curve is less likely to overlap the ferrite nose. As a result, the amount of hard structures such as bainite and martensite generated increases, and the ferrite fraction in the structure decreases. As a result, the low temperature toughness of the steel is reduced.

図3は、本実施の形態によるラインパイプ用鋼材の連続冷却変態図(Continuous Cooling Transformation Diagram:CCT線図)の一例である。図3中、Fはフェライトノーズ、Pはパーライトノーズ、及びBはベイナイトノーズを示す。F1が0.300~0.380であれば、各相のS曲線(フェライト、パーライト、ベイナイト)がCCT線図において適度な位置に配置される。この場合、図3中の冷却曲線C1のように、主としてフェライト領域を通って冷却することができる。そのため、フェライト主体の組織を生成でき、高い強度及び低温靭性を得ることができる。 FIG. 3 is an example of a Continuous Cooling Transformation Diagram (CCT diagram) of the steel material for line pipe according to the present embodiment. In FIG. 3, F indicates ferrite nose, P indicates pearlite nose, and B indicates bainite nose. When F1 is between 0.300 and 0.380, the S-curves of each phase (ferrite, pearlite, bainite) are placed at appropriate positions on the CCT diagram. In this case, it is possible to cool mainly through the ferrite region as shown by the cooling curve C1 in FIG. Therefore, a ferrite-based structure can be produced, and high strength and low-temperature toughness can be obtained.

以上の知見に基づいて完成した本実施形態によるラインパイプ用鋼材は、質量%で、C:0.010~0.060%、Si:0.05~0.30%、Mn:0.50~2.00%、P:0~0.030%、S:0~0.0100%、Al:0.010~0.035%、N:0.0010~0.0080%、Nb:0.010~0.080%、Ti:0.005~0.030%、Ni:0.001~0.50%、Mo:0.05~0.30%、O:0~0.0030%、Ca:0~0.0050%、V:0~0.100%、Cr:0~0.30%、Cu:0~0.30%、Mg:0~0.0050%、及び、希土類元素:0~0.0100%を含有し、残部がFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。厚さ中央部の組織において、フェライト分率は60~90%であり、有効結晶粒径は15μm以下であり、結晶粒径が20μm以上の結晶粒の面積率である粗大結晶粒率は20%以下である。圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、RD面及びND面に垂直な面をTD面としたとき、RD面とのなす角度が45°であり、かつ、TD面とのなす角度が45°である特定面において、{100}面の集積度が1.50~2.50である。
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
The steel material for line pipes according to the present embodiment completed based on the above knowledge has C: 0.010 to 0.060%, Si: 0.05 to 0.30%, Mn: 0.50 to 0.50% by mass. 2.00%, P: 0-0.030%, S: 0-0.0100%, Al: 0.010-0.035%, N: 0.0010-0.0080%, Nb: 0.010 ~0.080%, Ti: 0.005-0.030%, Ni: 0.001-0.50%, Mo: 0.05-0.30%, O: 0-0.0030%, Ca: 0 to 0.0050%, V: 0 to 0.100%, Cr: 0 to 0.30%, Cu: 0 to 0.30%, Mg: 0 to 0.0050%, and rare earth elements: 0 to It contains 0.0100%, the balance being Fe and impurities, and has a chemical composition that satisfies formula (1). In the structure at the center of the thickness, the ferrite fraction is 60 to 90%, the effective grain size is 15 μm or less, and the coarse grain ratio, which is the area ratio of grains with a grain size of 20 μm or more, is 20%. It is below. When the surface perpendicular to the rolling direction is the RD surface, the rolling surface is the ND surface, and the RD surface and the surface perpendicular to the ND surface are the TD surface, the angle formed with the RD surface is 45 °, and the angle with the TD surface is 45 °. In a specific plane having an angle of 45°, the degree of integration of {100} planes is 1.50 to 2.50.
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for each element symbol in formula (1).

上記化学組成は、Ca:0超~0.0050%を含有してもよい。上記化学組成は、V:0超~0.100%、Cr:0超~0.30%、及び、Cu:0超~0.30%、からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。上記化学組成は、Mg:0超~0.0050%、及び、希土類元素:0超~0.0100%、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。 The above chemical composition may contain Ca: greater than 0 to 0.0050%. The chemical composition is one or more selected from the group consisting of V: more than 0 to 0.100%, Cr: more than 0 to 0.30%, and Cu: more than 0 to 0.30%. may contain. The chemical composition may contain one or more selected from the group consisting of Mg: more than 0 to 0.0050% and rare earth elements: more than 0 to 0.0100%.

上記ラインパイプ用鋼材は、たとえば、ラインパイプ用熱延鋼板、及びラインパイプ用電縫鋼管である。 The steel materials for line pipes are, for example, hot-rolled steel sheets for line pipes and electric resistance welded steel pipes for line pipes.

上記ラインパイプ用電縫鋼管は、管軸方向の降伏強度が450~540MPaであり、管軸方向の引張強度が510~625MPaである。 The electric resistance welded steel pipe for line pipe has a yield strength of 450 to 540 MPa in the pipe axial direction and a tensile strength in the pipe axial direction of 510 to 625 MPa.

上記ラインパイプ用電縫鋼管は、肉厚が12~25mmであり、外径が304.8~660.4mmであってもよい。 The electric resistance welded steel pipe for line pipe may have a wall thickness of 12 to 25 mm and an outer diameter of 304.8 to 660.4 mm.

以下、本実施形態のラインパイプ用鋼材について詳述する。元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。 Hereinafter, the steel material for line pipes of this embodiment will be described in detail. "%" for elements means % by weight unless otherwise specified.

[化学組成]
本実施形態のラインパイプ用鋼材は、ラインパイプ用熱延鋼板、又は、ラインパイプ用電縫鋼管である。ラインパイプ用鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。
[Chemical composition]
The steel material for line pipes of this embodiment is a hot-rolled steel plate for line pipes or an electric resistance welded steel pipe for line pipes. The chemical composition of steel for line pipes contains the following elements.

C:0.010~0.060%
炭素(C)は、鋼の強度を高める。C含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、C含有量が高すぎれば、炭化物が生成し、鋼の低温靭性及び延性が低下する。C含有量が高すぎればさらに、溶接性が低下する。したがって、C含有量は0.010~0.060%である。C含有量の好ましい下限は0.025%であり、さらに好ましくは0.030%である。C含有量の好ましい上限は、0.058%である。
C: 0.010-0.060%
Carbon (C) increases the strength of steel. If the C content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content is too high, carbides are formed and the low temperature toughness and ductility of the steel are reduced. Too high a C content further reduces weldability. Therefore, the C content is 0.010-0.060%. A preferred lower limit for the C content is 0.025%, more preferably 0.030%. A preferable upper limit of the C content is 0.058%.

Si:0.05~0.30%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Si含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、鋼の低温靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.05~0.30%である。Si含有量の好ましい下限は、0.10%であり、さらに好ましくは0.15%である。Si含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.21%である。
Si: 0.05-0.30%
Silicon (Si) deoxidizes steel. If the Si content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Si content is too high, the low temperature toughness of the steel will decrease. Therefore, the Si content is 0.05-0.30%. A preferable lower limit of the Si content is 0.10%, more preferably 0.15%. A preferred upper limit for the Si content is 0.25%, more preferably 0.21%.

Mn:0.50~2.00%
マンガン(Mn)は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Mn含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、鋼の強度が高くなりすぎ、鋼の低温靭性が低下する。したがって、Mn含有量は、0.50~2.00%である。Mn含有量の好ましい下限は、0.80%であり、さらに好ましくは1.00%である。Mn含有量の好ましい上限は1.80%であり、さらに好ましくは1.50%である。
Mn: 0.50-2.00%
Manganese (Mn) increases the hardenability of steel and increases the strength of steel. If the Mn content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, the strength of the steel will be too high and the low temperature toughness of the steel will be reduced. Therefore, the Mn content is 0.50-2.00%. A preferred lower limit for the Mn content is 0.80%, more preferably 1.00%. A preferable upper limit of the Mn content is 1.80%, more preferably 1.50%.

P:0~0.030%
燐(P)は不純物である。Pは、鋼の低温靭性を低下する。したがって、P含有量はなるべく低い方が好ましい。具体的には、P含有量は0~0.030%である。P含有量の好ましい上限は0.020%であり、さらに好ましくは0.015%である。一方、P含有量は、0%であってもよい。ただし、脱燐コスト低減の観点から、P含有量は0%超であってもよく、0.001%以上であってもよく、0.005%以上であってもよい。
P: 0-0.030%
Phosphorus (P) is an impurity. P lowers the low temperature toughness of steel. Therefore, it is preferable that the P content is as low as possible. Specifically, the P content is 0 to 0.030%. A preferable upper limit of the P content is 0.020%, more preferably 0.015%. On the other hand, the P content may be 0%. However, from the viewpoint of dephosphorization cost reduction, the P content may be more than 0%, may be 0.001% or more, or may be 0.005% or more.

S:0~0.0100%
硫黄(S)は不純物である。Sは、Mnと結合してMn系硫化物を形成する。そのため、鋼の低温靭性及び耐SSC性が低下する。したがって、S含有量はなるべく低い方が好ましい。具体的には、S含有量は0~0.0100%である。S含有量の好ましい上限は0.0080%であり、さらに好ましくは0.0050%である。一方、S含有量は、0%であってもよい。ただし、脱硫コスト低減の観点から、S含有量は0%超であってもよく、0.0001%以上であってもよく、0.0010%以上であってもよく、0.0020%以上であってもよい。
S: 0-0.0100%
Sulfur (S) is an impurity. S combines with Mn to form Mn-based sulfides. Therefore, the low temperature toughness and SSC resistance of the steel are lowered. Therefore, it is preferable that the S content is as low as possible. Specifically, the S content is 0 to 0.0100%. A preferable upper limit of the S content is 0.0080%, more preferably 0.0050%. On the other hand, the S content may be 0%. However, from the viewpoint of desulfurization cost reduction, the S content may be more than 0%, may be 0.0001% or more, may be 0.0010% or more, or may be 0.0020% or more. There may be.

Al:0.010~0.035%
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Al含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、Al窒化物が粗大化し、鋼の低温靭性が低下する。したがって、Al含有量は、0.010~0.035%である。Al含有量の好ましい下限は0.015%であり、さらに好ましくは0.020%である。Al含有量の好ましい上限は0.030%である。本明細書において、Al含有量は鋼中の全Al含有量を意味する。
Al: 0.010-0.035%
Aluminum (Al) deoxidizes steel. If the Al content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Al content is too high, Al nitrides will coarsen and the low temperature toughness of the steel will deteriorate. Therefore, the Al content is 0.010-0.035%. A preferable lower limit of the Al content is 0.015%, more preferably 0.020%. A preferable upper limit of the Al content is 0.030%. As used herein, Al content means the total Al content in the steel.

N:0.0010~0.0080%
窒素(N)は、窒化物を形成して、加熱工程中のオーステナイト粒の粗大化を抑制する。この場合、圧延工程においてオーステナイト粒が微細化し、変態後の結晶粒が微細になる。その結果、鋼の低温靭性が高まる。Nはさらに、固溶強化により鋼の強度を高める。N含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、N含有量が高すぎれば、炭窒化物を粗大化し、鋼の低温靭性を低下する。したがって、N含有量は0.0010~0.0080%である。N含有量の好ましい下限は、0.0020%であり、さらに好ましくは0.0025%である。N含有量の好ましい上限は0.0060%であり、さらに好ましくは0.0050%である。
N: 0.0010 to 0.0080%
Nitrogen (N) forms nitrides to suppress coarsening of austenite grains during the heating process. In this case, the austenite grains are refined in the rolling process, and the crystal grains after transformation are refined. As a result, the low temperature toughness of the steel is enhanced. N further increases the strength of steel through solid-solution strengthening. If the N content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the N content is too high, the carbonitrides are coarsened and the low temperature toughness of the steel is lowered. Therefore, the N content is 0.0010-0.0080%. A preferable lower limit of the N content is 0.0020%, more preferably 0.0025%. A preferable upper limit of the N content is 0.0060%, more preferably 0.0050%.

Nb:0.010~0.080%
ニオブ(Nb)は、鋼中のCやNと結合して微細なNb炭窒化物を形成する。Nb炭窒化物により、結晶粒の粗大化が抑制され有効結晶粒径が小さくなる。そのため、鋼の低温靭性を高める。さらに、微細なNb炭窒化物は、分散強化により鋼の強度を高める。Nb含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Nb含有量が高すぎれば、Nb炭窒化物が粗大化し、鋼の低温靭性が低下する。したがって、Nb含有量は0.010~0.080%である。Nb含有量の好ましい下限は、0.015%である。Nb含有量の好ましい上限は0.040%であり、さらに好ましくは0.030%である。
Nb: 0.010-0.080%
Niobium (Nb) combines with C and N in steel to form fine Nb carbonitrides. The Nb carbonitride suppresses grain coarsening and reduces the effective grain size. Therefore, it increases the low temperature toughness of the steel. Furthermore, fine Nb carbonitrides increase the strength of steel through dispersion strengthening. If the Nb content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Nb content is too high, the Nb carbonitrides become coarse and the low temperature toughness of the steel deteriorates. Therefore, the Nb content is 0.010-0.080%. A preferred lower limit for the Nb content is 0.015%. A preferable upper limit of the Nb content is 0.040%, more preferably 0.030%.

Ti:0.005~0.030%
チタン(Ti)は、鋼中のNと結合してTiNを形成し、固溶したNによる鋼の低温靭性の低下を抑制する。さらに、微細なTiNが分散析出することにより、結晶粒の粗大化を抑制する。これにより、鋼の低温靭性が高まる。Ti含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Ti含有量が高すぎれば、TiNが粗大化したり、粗大なTiCが生成する。この場合、鋼の低温靭性が低下する。したがって、Ti含有量は0.005~0.030%である。Ti含有量の好ましい下限は、0.007%であり、さらに好ましくは0.010%である。Ti含有量の好ましい上限は0.020%であり、さらに好ましくは0.017%である。
Ti: 0.005-0.030%
Titanium (Ti) combines with N in the steel to form TiN, and suppresses deterioration of the low temperature toughness of the steel due to dissolved N. Further, fine TiN is dispersed and precipitated, thereby suppressing coarsening of crystal grains. This increases the low temperature toughness of the steel. If the Ti content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Ti content is too high, TiN is coarsened or coarse TiC is produced. In this case, the low temperature toughness of the steel is reduced. Therefore, the Ti content is 0.005-0.030%. A preferable lower limit of the Ti content is 0.007%, more preferably 0.010%. A preferable upper limit of the Ti content is 0.020%, more preferably 0.017%.

Ni:0.001~0.50%
ニッケル(Ni)は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ni含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ni含有量が高すぎれば、この効果が飽和する。したがって、Ni含有量は0.001~0.50%である。Ni含有量の好ましい下限は、0.05%であり、さらに好ましくは0.07%である。Ni含有量の好ましい上限は0.20%である。
Ni: 0.001-0.50%
Nickel (Ni) enhances the hardenability of steel and enhances the strength of steel. If the Ni content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Ni content is too high, this effect is saturated. Therefore, the Ni content is 0.001-0.50%. A preferable lower limit of the Ni content is 0.05%, more preferably 0.07%. A preferable upper limit of the Ni content is 0.20%.

Mo:0.05~0.30%
モリブデン(Mo)は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Moはさらに、オーステナイト粒を微細化し、鋼の低温靭性を高める。Mo含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Mo含有量が高すぎれば、鋼の現地溶接性が低下する。したがって、Mo含有量は0.05~0.30%である。Mo含有量の好ましい下限は、0.15%である。Mo含有量の好ましい上限は0.20%であり、さらに好ましくは0.18%である。
Mo: 0.05-0.30%
Molybdenum (Mo) increases the hardenability of steel and increases the strength of steel. Mo further refines austenite grains and increases the low temperature toughness of steel. If the Mo content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Mo content is too high, the field weldability of the steel deteriorates. Therefore, the Mo content is 0.05-0.30%. A preferred lower limit for the Mo content is 0.15%. A preferred upper limit for the Mo content is 0.20%, more preferably 0.18%.

O:0~0.0030%
酸素(O)は不純物である。Oは酸化物を形成して、鋼の耐水素誘起割れ性を低下する。Oはさらに、鋼の低温靭性を低下する。したがって、O含有量はなるべく低い方が好ましい。具体的には、O含有量は0~0.0030%である。O含有量の好ましい上限は0.0025%である。一方、O含有量は、0%であってもよい。ただし、脱酸コスト低減の観点から、O含有量は0%超であってもよく、0.0001%以上であってもよく、0.0010%以上であってもよく、0.0015%以上であってもよく、0.0020%以上であってもよい。
O: 0 to 0.0030%
Oxygen (O) is an impurity. O forms oxides and lowers the resistance to hydrogen-induced cracking of steel. O further reduces the low temperature toughness of steel. Therefore, it is preferable that the O content is as low as possible. Specifically, the O content is 0 to 0.0030%. A preferable upper limit of the O content is 0.0025%. On the other hand, the O content may be 0%. However, from the viewpoint of reducing the deoxidation cost, the O content may be more than 0%, may be 0.0001% or more, may be 0.0010% or more, or may be 0.0015% or more. or 0.0020% or more.

本実施の形態によるラインパイプ用鋼材の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、ラインパイプ用鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入されるものであって、本実施形態のラインパイプ用鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The remainder of the chemical composition of the steel material for line pipes according to the present embodiment consists of Fe and impurities. Here, impurities are those that are mixed from ore, scrap, or the manufacturing environment as raw materials when the steel material for line pipes is industrially manufactured, and have an adverse effect on the steel material for line pipes of the present embodiment. It means what is allowed as long as it does not give

[任意元素について]
上述のラインパイプ用鋼材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Caを含有してもよい。
[Regarding arbitrary elements]
The chemical composition of the steel material for line pipe described above may further contain Ca instead of part of Fe.

Ca:0~0.0050%、
カルシウム(Ca)は、任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Caは、MnSの形態を制御して、球状化する。この場合、鋼の低温靭性が高まる。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、粗大な酸化物系介在物が形成される。したがって、Ca含有量は0~0.0050%である。Ca含有量は0%であってもよい。Ca含有量の好ましい下限は、0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0010%であり、さらに好ましくは0.0015%である。Ca含有量の好ましい上限は0.0045%である。
Ca: 0 to 0.0050%,
Calcium (Ca) is an optional element and may not be contained. When included, Ca controls the morphology of MnS to spheroidize. In this case, the low temperature toughness of the steel is enhanced. However, if the Ca content is too high, coarse oxide inclusions are formed. Therefore, the Ca content is 0-0.0050%. The Ca content may be 0%. A preferable lower limit of the Ca content is more than 0%, more preferably 0.0001%, still more preferably 0.0010%, still more preferably 0.0015%. A preferred upper limit for the Ca content is 0.0045%.

上述のラインパイプ用鋼材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、V、Cr及びCuからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素は鋼の強度を高める。 The chemical composition of the steel material for line pipe described above may further contain one or more selected from the group consisting of V, Cr and Cu in place of part of Fe. These elements increase the strength of steel.

V:0~0.100%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Vは巻取り工程において鋼中のCやNと結合して微細な炭窒化物を形成し、鋼の強度を高める。微細なV炭窒化物はさらに、結晶粒の粗大化を抑制して鋼の低温靭性を高める。しかしながら、V含有量が高すぎれば、V炭窒化物が粗大化し、鋼の低温靭性が低下する。したがって、V含有量は、0~0.100%である。V含有量は0%であってもよい。V含有量の好ましい下限は、0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。V含有量の好ましい上限は0.080%であり、さらに好ましくは0.060%である。
V: 0-0.100%
Vanadium (V) is an optional element and may not be contained. When contained, V combines with C and N in the steel during the winding process to form fine carbonitrides and increases the strength of the steel. Fine V carbonitrides also suppress coarsening of grains and enhance the low temperature toughness of steel. However, if the V content is too high, V carbonitrides coarsen and the low temperature toughness of the steel decreases. Therefore, the V content is 0-0.100%. The V content may be 0%. A preferable lower limit of the V content is more than 0%, more preferably 0.001%, and still more preferably 0.002%. A preferable upper limit of the V content is 0.080%, more preferably 0.060%.

Cr:0~0.30%
クロム(Cr)は、任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Crは鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。しかしながら、Cr含有量が高すぎれば、焼入れ性が高くなりすぎて鋼の低温靭性が低下する。したがって、Cr含有量は0~0.30%である。Cr含有量は0%であってもよい。Cr含有量の好ましい下限は、0%超であり、さらに好ましくは0.01%である。Cr含有量の好ましい上限は0.20%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Cr: 0-0.30%
Chromium (Cr) is an optional element and may not be contained. When included, Cr increases the hardenability of the steel and increases the strength of the steel. However, if the Cr content is too high, the hardenability will be too high and the low temperature toughness of the steel will be reduced. Therefore, the Cr content is 0-0.30%. The Cr content may be 0%. A preferable lower limit of the Cr content is over 0%, more preferably 0.01%. A preferable upper limit of the Cr content is 0.20%, more preferably 0.10%, and still more preferably 0.05%.

Cu:0~0.30%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Cuは鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、焼入れ性が高くなりすぎて鋼の低温靭性が低下する。Cu含有量が高すぎればさらに、液体金属脆化により、鋳造時や熱間圧延時に表面の割れを引き起こす。したがって、Cu含有量は0~0.30%である。Cu含有量は0%であってもよい。Cu含有量の好ましい下限は、0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.10%である。Cu含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。
Cu: 0-0.30%
Copper (Cu) is an optional element and may not be contained. When included, Cu enhances the hardenability of the steel and enhances the strength of the steel. However, if the Cu content is too high, the hardenability will be too high and the low temperature toughness of the steel will be reduced. Too high a Cu content also causes surface cracking during casting and hot rolling due to liquid metal embrittlement. Therefore, the Cu content is 0-0.30%. The Cu content may be 0%. A preferable lower limit of the Cu content is more than 0%, more preferably 0.01%, more preferably 0.05%, still more preferably 0.10%. A preferable upper limit of the Cu content is 0.25%, more preferably 0.20%.

上述のラインパイプ用鋼材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Mg及び希土類元素からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素は脱酸剤及び脱硫剤として機能する。 The chemical composition of the steel material for line pipe described above may further contain one or more selected from the group consisting of Mg and rare earth elements instead of part of Fe. These elements function as deoxidizers and desulfurizers.

Mg:0~0.0050%
マグネシウム(Mg)は、任意の元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Mgは、脱酸剤及び脱硫剤として機能する。また、微細な酸化物を生じて、HAZの靭性の向上にも寄与する。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、酸化物が凝集又は粗大化し易くなる。その結果、耐HIC性の低下、又は、母材部又はHAZの靱性の低下が起こる恐れがある。したがって、Mg含有量は0~0.0050%である。Mg含有量は0%であってもよい。Mg含有量の好ましい下限は、0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0010%である。Mg含有量の好ましい上限は0.0030%である。
Mg: 0-0.0050%
Magnesium (Mg) is an optional element and may not be contained. When included, Mg functions as a deoxidizing and desulfurizing agent. In addition, it produces fine oxides and contributes to the improvement of HAZ toughness. However, if the Mg content is too high, the oxide tends to aggregate or coarsen. As a result, the HIC resistance may be lowered, or the toughness of the base metal portion or HAZ may be lowered. Therefore, the Mg content is 0-0.0050%. The Mg content may be 0%. A preferable lower limit of the Mg content is more than 0%, more preferably 0.0001%, and still more preferably 0.0010%. A preferred upper limit for the Mg content is 0.0030%.

希土類元素:0~0.0100%
希土類元素(REM)は、任意の元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、REMは、脱酸剤及び脱硫剤として機能する。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、粗大な酸化物が生成される。その結果、耐HIC性の低下、又は、母材部又はHAZの靱性の低下が起こる恐れがある。したがって、REM含有量は0~0.0100%である。REM含有量は0%であってもよい。REM含有量の好ましい下限は、0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0010%である。REM含有量の好ましい上限は0.0070%であり、さらに好ましくは0.0050%である。
Rare earth elements: 0 to 0.0100%
Rare earth elements (REM) are optional elements and need not be included. When included, REM functions as a deoxidizing and desulfurizing agent. However, if the REM content is too high, coarse oxides are produced. As a result, the HIC resistance may be lowered, or the toughness of the base metal portion or HAZ may be lowered. Therefore, the REM content is 0-0.0100%. The REM content may be 0%. A preferable lower limit of the REM content is more than 0%, more preferably 0.0001%, and more preferably 0.0010%. A preferred upper limit for the REM content is 0.0070%, more preferably 0.0050%.

ここで、REMとは、原子番号39番のイットリウム(Y)、ランタノイドである原子番号57番のランタン(La)~原子番号71番のルテチウム(Lu)及び、アクチノイドである原子番号89番のアクチニウム(Ac)~103番のローレンシウム(Lr)からなる群から選択される1種以上の元素である。 Here, REM is yttrium (Y) with an atomic number of 39, lanthanide (La) with an atomic number of 57 to lutetium (Lu) with an atomic number of 71, which is a lanthanoid, and actinium with an atomic number of 89, which is an actinide. It is one or more elements selected from the group consisting of (Ac) to No. 103 lawrencium (Lr).

[式(1)について]
上記化学組成はさらに、式(1)を満たす。
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。また、式(1)中の元素記号に対応する元素が含有されていない場合、式(1)中の対応する元素記号には「0」が代入される。
[Regarding formula (1)]
The above chemical composition further satisfies formula (1).
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for each element symbol in formula (1). Further, when the element corresponding to the element symbol in formula (1) is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol in formula (1).

上述のとおり、本実施の形態の化学組成において、C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V、及びNb含有量は鋼の焼入れ性を高める。 As described above, in the chemical composition of this embodiment, the contents of C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, V, and Nb improve the hardenability of the steel.

F1=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3と定義する。F1が低すぎれば、CCT線図のS曲線は左側にシフトし過ぎる。この場合、鋼の低温靭性が低下する。この理由は次のとおりである。 Define F1=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3. If F1 is too low, the S-curve of the CCT diagram will shift too far to the left. In this case, the low temperature toughness of the steel is reduced. The reason for this is as follows.

オーステナイトからフェライトに変態する際の駆動力(相変態の駆動力)の大きさは、鋼材温度に相関する。鋼材温度が高い場合、相変態の駆動力は小さい。そのため、フェライト変態核は生成されにくい。しかしながら鋼材温度が高いため、フェライト粒の成長は早い。その結果、フェライト粒が粗大化する。一方、鋼材温度が低い場合、相変態の駆動力は大きい。そのため、フェライト変態核が生成されやすい。しかしながら鋼材温度が低いため、フェライト粒の成長は遅い。その結果、フェライト粒が微細化する。 The magnitude of the driving force (driving force for phase transformation) for transforming from austenite to ferrite correlates with the temperature of the steel material. When the steel material temperature is high, the driving force for phase transformation is small. Therefore, ferrite transformation nuclei are less likely to be generated. However, since the steel material temperature is high, the growth of ferrite grains is rapid. As a result, ferrite grains become coarse. On the other hand, when the steel material temperature is low, the driving force for phase transformation is large. Therefore, ferrite transformation nuclei are likely to be generated. However, since the steel material temperature is low, the growth of ferrite grains is slow. As a result, ferrite grains are refined.

CCT線図のS曲線が左側にシフトし過ぎた場合、鋼材温度が高い状態でフェライト領域に入る。そのため、上記のとおり、フェライト粒が粗大化して、有効結晶粒径が大きくなる。さらに、混粒組織になりやすいため、粗大結晶粒率が大きくなる。この場合、鋼の低温靭性が低下する。F1が低すぎればさらに、焼入れ性が低下して十分な強度が得られない。 When the S curve of the CCT diagram shifts too far to the left, the steel material temperature enters the ferrite region in a high state. Therefore, as described above, the ferrite grains are coarsened and the effective crystal grain size is increased. Furthermore, since it tends to form a mixed grain structure, the ratio of coarse grains increases. In this case, the low temperature toughness of the steel is reduced. If F1 is too low, the hardenability is further lowered and sufficient strength cannot be obtained.

一方、F1が高すぎれば、CCT線図のS曲線が右側(長時間側)にシフトする。この場合、ベイナイトやマルテンサイトといった硬質組織が生成しやすくなり、組織中のフェライト分率が低下する。その結果、鋼の低温靭性が低下する。F1が高すぎればさらに、鋼の焼入れ性が高くなりすぎ、鋼の低温靭性を低下する。 On the other hand, if F1 is too high, the S curve of the CCT diagram shifts to the right (longer time side). In this case, hard structures such as bainite and martensite are likely to form, and the ferrite fraction in the structure decreases. As a result, the low temperature toughness of the steel is reduced. If F1 is too high, the hardenability of the steel will be too high and the low temperature toughness of the steel will be reduced.

F1が0.300~0.380であれば、図3に示す冷却曲線C1を実施した場合、鋼の温度をフェライト領域に保持しやすい。そのため、鋼材の厚さ中央部のフェライト分率を60~90%にすることができ、鋼の低温靭性を高めることができる。F1の好ましい上限は、0.35である。 When F1 is between 0.300 and 0.380, the temperature of the steel is easily maintained in the ferrite region when the cooling curve C1 shown in FIG. 3 is performed. Therefore, the ferrite fraction in the thickness central portion of the steel material can be 60 to 90%, and the low-temperature toughness of the steel can be enhanced. A preferred upper limit for F1 is 0.35.

[フェライト分率について]
本実施形態によるラインパイプ用鋼材の厚さ中央部の組織は、フェライト、ベイニティックフェライト、及びパーライトからなり、残部は、析出物及び/又は介在物である。ここで、厚さ中央部とは、板厚又は肉厚をtmmとした場合、板厚中央又は肉厚中央から、板厚方向又は肉厚方向に±20%tの範囲(つまり、表面から板厚方向又は肉厚方向に40~60%tの範囲)を意味する。
[Regarding the ferrite fraction]
The structure of the central portion of the thickness of the steel material for line pipe according to the present embodiment is composed of ferrite, bainitic ferrite, and pearlite, and the remainder is precipitates and/or inclusions. Here, the thickness center part is a range of ± 20% t in the plate thickness direction or the thickness direction from the plate thickness center or the thickness center when the plate thickness or wall thickness is t mm (that is, from the surface to the plate 40 to 60% t in the thickness direction or in the thickness direction).

上述のとおり、鋼の厚さ中央部の組織のフェライト分率が60%以上であり、フェライト粒が微細であれば、鋼の低温靭性が高まる。なお、本明細書において、フェライト分率は、フェライトの面積率を意味する。 As described above, if the ferrite fraction in the structure at the center of the thickness of the steel is 60% or more and the ferrite grains are fine, the low-temperature toughness of the steel increases. In this specification, the ferrite fraction means the area ratio of ferrite.

フェライト分率が60%未満の場合、有効結晶粒径及び/又は粗大結晶粒率が大きくなりすぎる。その結果、低温靭性が低下する。 If the ferrite fraction is less than 60%, the effective grain size and/or coarse grain ratio become too large. As a result, the low temperature toughness is lowered.

一方、Cを含有する本実施形態における化学組成においては、フェライト分率が90%以下の金属組織が形成されやすい。 On the other hand, in the chemical composition of the present embodiment containing C, a metal structure having a ferrite fraction of 90% or less is likely to be formed.

したがって、本実施形態によるラインパイプ用鋼材の厚さ中央部の組織において、フェライト分率は60~90%である。フェライト分率の好ましい下限は65%であり、さらに好ましくは70%であり、さらに好ましくは75%である。 Therefore, the ferrite fraction is 60 to 90% in the structure of the central part of the thickness of the steel material for line pipe according to the present embodiment. A preferable lower limit of the ferrite fraction is 65%, more preferably 70%, and still more preferably 75%.

フェライト分率とは、フェライト面積率を意味し、次の方法で測定される。ラインパイプ用鋼材の厚さ中央部から試料を採取する。ラインパイプ用鋼材がラインパイプ用電縫鋼管である場合は、電縫溶接部から管周方向に90°ずれた位置の肉厚中央部から試料を採取する。 A ferrite fraction means a ferrite area ratio and is measured by the following method. A sample is taken from the center of the thickness of the line pipe steel. When the steel material for line pipes is an electric resistance welded steel pipe for line pipes, a sample is taken from the thickness central portion at a position shifted by 90° in the pipe circumferential direction from the electric resistance welded portion.

採取された試料をコロイダルシリカ研磨剤で30~60分研磨する。研磨された試料をEBSP-OIM(商標)を用いて解析し、フェライト分率を求める。視野範囲は、肉厚中央部を中心として、200μm(圧延方向)×500μm(厚さ方向)とする。観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとする。 The sample taken is polished with a colloidal silica abrasive for 30-60 minutes. The polished sample is analyzed using EBSP-OIM™ to determine the ferrite fraction. The visual field range is 200 μm (rolling direction)×500 μm (thickness direction) centered on the center of the thickness. The observation magnification is 400 times and the measurement step is 0.3 μm.

具体的には、EBSP-OIM(商標)に装備されているKAM(Kernel Average Misorientation)法にてフェライト分率を求める。 Specifically, the ferrite fraction is obtained by the KAM (Kernel Average Misorientation) method provided in EBSP-OIM (trademark).

KAM法では、測定データのうち、任意のひとつの正六角形のピクセルを中心のピクセルとする。この中心のピクセルに隣り合う6個のピクセルを用いた第一近似(全7ピクセル)、又はこれらの6個のピクセルのさらにその外側の12個のピクセルも用いた第二近似(全19ピクセル)、又はこれら12個のピクセルのさらに外側の18個のピクセルも用いた第三近似(全37ピクセル)について、各ピクセル間の方位差を求める。求めた方位差を平均し、得られた平均値をその中心のピクセルの値とする。この操作をピクセル全体に対して行う。本実施の形態では、第三近似により隣接するピクセル間の方位差5°以下となるものを表示させる。本実施の形態では、視野範囲の全面積に対する、方位差第三近似1°以下と算出されたピクセルの面積分率をフェライト分率と定義する。方位差第三近似1°を超えるものは、ベイナイト等のフェライト以外の組織とする。 In the KAM method, any one regular hexagonal pixel in the measurement data is taken as the central pixel. A first approximation using the 6 pixels adjacent to this center pixel (7 pixels in total), or a second approximation using 12 pixels outside of these 6 pixels (19 pixels in total). , or a third approximation using 18 pixels outside of these 12 pixels (total of 37 pixels), obtain the orientation difference between each pixel. The obtained orientation differences are averaged, and the obtained average value is taken as the value of the central pixel. This operation is performed for all pixels. In the present embodiment, pixels with an orientation difference of 5° or less between adjacent pixels by the third approximation are displayed. In the present embodiment, the ferrite fraction is defined as the area fraction of pixels calculated to have a misorientation of 1° or less in the third approximation with respect to the entire area of the visual field range. A structure other than ferrite such as bainite has a misorientation exceeding 1° in the third approximation.

[有効結晶粒径について]
本実施形態のラインパイプ用鋼材ではさらに、ラインパイプ用鋼材の厚さ中央部での有効結晶粒径が15μm以下である。有効結晶粒径が大きすぎれば、鋼の低温靭性が低下する。本実施形態では、上述の有効結晶粒径が15μm以下であるため、優れた低温靭性が得られる。有効結晶粒径の好ましい上限は、13μmであり、さらに好ましくは10μmである。
[Effective grain size]
Further, in the steel material for line pipes of the present embodiment, the effective grain size at the central portion of the thickness of the steel material for line pipes is 15 μm or less. If the effective grain size is too large, the low temperature toughness of the steel will decrease. In the present embodiment, since the effective grain size is 15 μm or less, excellent low temperature toughness can be obtained. A preferable upper limit of the effective crystal grain size is 13 μm, more preferably 10 μm.

有効結晶粒径は、EBSP-OIM(商標)を用いて測定する。具体的には、フェライト分率の測定と同様に試料を採取及び研磨する。研磨された試料をEBSP-OIM(商標)を用いて解析する。より具体的には、一定測定ステップごとの方位測定で、隣り合う測定点の方位差が、15°を超えた位置を粒界とする。15°は大傾角粒界の閾値であり、一般的に結晶粒界として認識されている。粒界に囲まれた領域を結晶粒として、その粒径及び結晶粒の面積を求める。得られた粒径及び面積からエリア平均粒径を求める。本明細書中において、求めたエリア平均粒径を有効結晶粒径とする。なお、視野範囲は、肉厚中央部を中心として、200μm(圧延方向)×500μm(厚さ方向)とする。観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとする。 Effective grain size is measured using EBSP-OIM™. Specifically, a sample is taken and polished in the same manner as the measurement of the ferrite fraction. Polished samples are analyzed using EBSP-OIM™. More specifically, the grain boundary is defined as a position where the orientation difference between adjacent measurement points exceeds 15° in the orientation measurement at each fixed measurement step. 15° is the threshold value of the large tilt angle grain boundary, which is generally recognized as the grain boundary. A region surrounded by grain boundaries is defined as a crystal grain, and the grain size and the area of the crystal grain are obtained. The area-average particle size is obtained from the obtained particle size and area . In this specification, the determined area-average grain size is defined as the effective crystal grain size. The visual field range is 200 μm (rolling direction)×500 μm (thickness direction) centering on the center of the thickness. The observation magnification is 400 times and the measurement step is 0.3 μm.

[粗大結晶粒率について]
上述のEBSP-OIM(商標)を用いた測定において、ラインパイプ用鋼材の厚さ中央部での結晶粒径が20μm以上の結晶粒の面積率を「粗大結晶粒率」と定義する。結晶粒が粗大である場合、鋼の低温靭性が低下する。粗大結晶粒率が20%以下であれば、優れた低温靭性が得られる。粗大結晶粒率の好ましい上限は、18%であり、さらに好ましくは15%である。粗大結晶粒率は低い程好ましい。
[Regarding coarse grain ratio]
In the measurement using the above-mentioned EBSP-OIM (trademark), the area ratio of crystal grains having a grain size of 20 μm or more at the center of the thickness of the steel material for line pipe is defined as the “coarse grain ratio”. If the grains are coarse, the low temperature toughness of the steel is reduced. If the coarse grain ratio is 20% or less, excellent low temperature toughness can be obtained. A preferable upper limit of the coarse grain ratio is 18%, more preferably 15%. The lower the coarse grain ratio, the better.

粗大結晶粒率は、EBSP-OIM(商標)を用いて測定する。フェライト分率の測定と同様に試料を採取及び研磨する。研磨された試料をEBSP-OIM(商標)を用いて解析する。視野範囲は、肉厚中央部を中心として、200μm(圧延方向)×500μm(厚さ方向)とする。観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとする。EBSP-OIM(商標)測定において観察した測定対象の面積をN、粗大結晶粒の面積をnとして、式(2)に代入することで求めることができる。
粗大結晶粒率(%)=(n/N)×100 (2)
Coarse grain ratio is measured using EBSP-OIM™. Samples are taken and polished as in the ferrite fraction measurement. Polished samples are analyzed using EBSP-OIM™. The visual field range is 200 μm (rolling direction)×500 μm (thickness direction) centered on the center of the thickness. The observation magnification is 400 times and the measurement step is 0.3 μm. It can be obtained by substituting N for the area of the measurement object observed in the EBSP-OIM (trademark) measurement and n for the area of the coarse crystal grains into the formula (2).
Coarse grain ratio (%) = (n/N) x 100 (2)

[特定面における{100}面の集積度:1.50~2.50]
本実施形態によるラインパイプ用鋼材において、圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、RD面及びND面に垂直な面をTD面としたとき、RD面とのなす角度が45°であり、かつ、TD面とのなす角度が45°である特定面において、{100}面の集積度が1.50~2.50である。これにより、最も亀裂が進展しやすい面での剥離が抑制される。その結果、亀裂の伝播を抑制でき、鋼の低温靭性が高まる。
[The degree of integration of the {100} plane in the specific plane: 1.50 to 2.50]
In the steel material for line pipe according to the present embodiment, when the surface perpendicular to the rolling direction is the RD surface, the rolled surface is the ND surface, and the RD surface and the surface perpendicular to the ND surface are the TD surface, the angle formed with the RD surface is 45. ° and the angle formed with the TD plane is 45°, the degree of integration of the {100} plane is 1.50 to 2.50. This suppresses delamination on the surface where cracks are most likely to grow. As a result, propagation of cracks can be suppressed and the low temperature toughness of the steel is enhanced.

{100}集積度が1.50未満の場合、低温靭性が低下する。{100}集積度の上限は特に限定されないが、-30℃のDWTT保証温度において、2.50であれば十分である。したがって、{100}集積度は1.50~2.50である。{100}集積度の好ましい下限は1.60であり、さらに好ましくは1.70であり、さらに好ましくは1.80であり、さらに好ましくは2.00である。{100}集積度の好ましい上限は2.40である。 When the {100} density is less than 1.50, the low temperature toughness is lowered. Although the upper limit of the {100} integration degree is not particularly limited, 2.50 at the DWTT guaranteed temperature of -30°C is sufficient. Therefore, the {100} density is 1.50-2.50. A preferred lower limit of the {100} density is 1.60, more preferably 1.70, still more preferably 1.80, and still more preferably 2.00. A preferred upper limit for the {100} density is 2.40.

[{100}集積度の測定方法]
{100}集積度は、EBSP-OIM(商標)を用いて測定する。具体的には、ラインパイプ用鋼材の厚さ中央部から試料を採取する。ラインパイプ用鋼材がラインパイプ用電縫鋼管である場合は、電縫溶接部から管周方向に90°ずれた位置の肉厚中央部から試料を採取する。
[Method for measuring {100} degree of integration]
{100} density is measured using EBSP-OIM™. Specifically, a sample is taken from the center of the thickness of the line pipe steel material. When the steel material for line pipes is an electric resistance welded steel pipe for line pipes, a sample is taken from the thickness central portion at a position shifted by 90° in the pipe circumferential direction from the electric resistance welded portion.

採取された試料をコロイダルシリカ研磨剤で30~60分研磨する。研磨された試料について、EBSP-OIM(商標)のEBSD法を用いて解析する。EBSD法での測定条件は、倍率:400倍、視野面積:200μm×500μm、測定ステップ:0.3μmとする。EBSD測定により、球面調和関数法を用いて、特定面に垂直な方向に対する逆極点図のTexture解析により、{100}集積度を求める。 The sample taken is polished with a colloidal silica abrasive for 30-60 minutes. Polished samples are analyzed using the EBSP-OIM™ EBSD method. The measurement conditions for the EBSD method are magnification: 400 times, visual field area: 200 μm×500 μm, and measurement step: 0.3 μm. By EBSD measurement, using the spherical harmonics method, the {100} concentration is obtained by texture analysis of the inverse pole figure in the direction perpendicular to the specific plane.

なお、微視的には、ラインパイプ用電縫鋼管の円周方向は、ラインパイプ用熱延鋼板のTD方向と一致する。そのため、図1で示す特定面は、ラインパイプ用電縫鋼管においても、同様に示される。したがって、ラインパイプ用鋼材がラインパイプ用電縫鋼管又はラインパイプ用熱延鋼板であるかに関わらず、{100}集積度は同様に測定される。 Microscopically, the circumferential direction of the electric resistance welded steel pipe for line pipes coincides with the TD direction of the hot-rolled steel plate for line pipes. Therefore, the specific surface shown in FIG. 1 is similarly shown in the electric resistance welded steel pipe for line pipe. Therefore, regardless of whether the steel material for line pipes is an electric resistance welded steel pipe for line pipes or a hot-rolled steel plate for line pipes, the {100} accumulation degree is similarly measured.

後述の製造工程を実施することにより、厚さ中央部の組織において、フェライト分率を60~90%以上、有効結晶粒径を15μm以下、及び粗大結晶粒率を20%以下とすることができる。さらに、{100}集積度を1.50~2.50とすることができる。その結果、DWTT保証温度を-30℃以下として低温靭性を高めることができる。 By carrying out the manufacturing process described below, the ferrite fraction can be 60 to 90% or more, the effective grain size can be 15 μm or less, and the coarse grain ratio can be 20% or less in the structure at the center of the thickness. . Furthermore, the {100} density can be 1.50 to 2.50. As a result, the DWTT guarantee temperature can be set to −30° C. or lower, and the low temperature toughness can be enhanced.

[管軸方向の降伏強度YS]
本実施形態のラインパイプ用鋼材がラインパイプ用電縫鋼管である場合、管軸方向の降伏強度YSは450~540MPaであることが好ましい。降伏強度YSが450MPa以上であれば、ラインパイプ用電縫鋼管として要求される強度をより満足しやすい。降伏強度YSが540MPa以下であれば、ラインパイプ用電縫鋼管を用いて形成されたパイプラインを敷設する際の、曲げ変形又は座屈抑制の点で有利である。降伏強度YSのさらに好ましい下限は460MPaであり、さらに好ましくは480MPaである。降伏強度YSのさらに好ましい上限は530MPaであり、さらに好ましくは520MPaである。
[Yield strength YS in the tube axis direction]
When the steel material for line pipes of this embodiment is an electric resistance welded steel pipe for line pipes, the yield strength YS in the pipe axial direction is preferably 450 to 540 MPa. If the yield strength YS is 450 MPa or more, the strength required for electric resistance welded steel pipes for line pipes can be easily satisfied. If the yield strength YS is 540 MPa or less, it is advantageous in suppressing bending deformation or buckling when laying a pipeline formed using the electric resistance welded steel pipe for line pipe. A more preferable lower limit of the yield strength YS is 460 MPa, more preferably 480 MPa. A more preferable upper limit of the yield strength YS is 530 MPa, more preferably 520 MPa.

[管軸方向の引張強度TS]
本実施形態のラインパイプ用鋼材がラインパイプ用電縫鋼管である場合、管軸方向の引張強度TSは510~625MPaであることが好ましい。引張強度TSが510MPa以上であれば、ラインパイプ用電縫鋼管として要求される強度をより満足しやすい。引張強度TSが625MPa以下であれば、ラインパイプ用電縫鋼管を用いて形成されたパイプラインを敷設する際の、曲げ変形又は座屈抑制の点で有利である。引張強度TSのさらに好ましい下限は530MPaであり、さらに好ましくは540MPaであり、さらに好ましくは545MPaである。引張強度TSのさらに好ましい上限は620MPaであり、さらに好ましくは600MPaである。
[Tensile strength TS in the tube axis direction]
When the steel material for line pipes of this embodiment is an electric resistance welded steel pipe for line pipes, the tensile strength TS in the pipe axial direction is preferably 510 to 625 MPa. If the tensile strength TS is 510 MPa or more, the strength required for electric resistance welded steel pipes for line pipes can be easily satisfied. If the tensile strength TS is 625 MPa or less, it is advantageous in suppressing bending deformation or buckling when laying a pipeline formed using the electric resistance welded steel pipe for line pipe. A more preferable lower limit of the tensile strength TS is 530 MPa, more preferably 540 MPa, still more preferably 545 MPa. A more preferable upper limit of the tensile strength TS is 620 MPa, more preferably 600 MPa.

降伏強度YS及び引張強度TSは、以下の方法で測定できる。ラインパイプ用電縫鋼管の電縫溶接部から管周方向に90°ずれた位置から全厚の引張試験片を採取する。引張試験片は、引張試験片の長手方向がラインパイプ用電縫鋼管の管軸方向に対して平行となる。引張試験片の横断面(引張試験片の幅方向及び肉厚方向に対して平行な断面)の形状は円弧状である。引張試験片の平行部の長さは50.8mmとし、平行部の幅は38.1mmとする。本実施形態においては、上記の引張試験片を用いて、API規格の5CTの規定に準拠して、常温にて引張試験を実施する。常温とはたとえば24℃である。引張試験の結果に基づいて、降伏強度YS及び引張強度TSを求める。 Yield strength YS and tensile strength TS can be measured by the following methods. A full-thickness tensile test piece is taken from a position shifted by 90° in the pipe circumferential direction from the electric resistance welded portion of the electric resistance welded steel pipe for line pipe. The longitudinal direction of the tensile test piece is parallel to the axial direction of the electric resistance welded steel pipe for line pipe. The cross section of the tensile test piece (the cross section parallel to the width direction and thickness direction of the tensile test piece) has an arc shape. The parallel portion of the tensile test piece has a length of 50.8 mm and a width of 38.1 mm. In the present embodiment, the above tensile test piece is used to perform a tensile test at room temperature in accordance with the API standard 5CT. Normal temperature is, for example, 24°C. Yield strength YS and tensile strength TS are determined based on the results of the tensile test.

[製造方法]
上述のラインパイプ用鋼材の製造方法の一例を説明する。図4は、ラインパイプ用鋼材製造工程の一例を示すフロー図である。
[Production method]
An example of a method for manufacturing the steel material for line pipes will be described. FIG. 4 is a flow diagram showing an example of a manufacturing process of steel material for line pipes.

図4を参照して、本製造方法では、上述した化学組成を満たす溶鋼を用いて、素材であるスラブを製造する(素材準備工程:S0)。製造されたスラブを加熱炉で加熱する(加熱工程:S1)。加熱したスラブを粗圧延機及び仕上げ圧延機で圧延して鋼板を製造する(圧延工程:S2)。圧延工程(S2)では、スラブに対して粗圧延を実施して、粗圧延板を製造する(粗圧延工程:S21)。粗圧延板に対して、仕上げ圧延機により仕上げ圧延を実施して、鋼板を製造する(仕上げ圧延工程:S22)。製造された鋼板をROT(ランアウトテーブル)で冷却する(ROT冷却工程:S3)。ROT冷却工程(S3)では、初めに、水冷装置で鋼板を強冷却する(強冷却工程S31)。強冷却後、鋼板に対して徐冷却を実施する(徐冷却工程:S32)。ROT冷却後の鋼板を巻き取る(巻取り工程:S4)。以上の製造工程により、ラインパイプ用熱延鋼板が製造される。 Referring to FIG. 4, in this manufacturing method, a slab as a material is manufactured using molten steel satisfying the chemical composition described above (material preparation step: S0). The manufactured slab is heated in a heating furnace (heating step: S1). The heated slab is rolled by a rough rolling mill and a finishing rolling mill to produce a steel plate (rolling step: S2). In the rolling step (S2), the slab is subjected to rough rolling to produce a rough rolled plate (rough rolling step: S21). The rough rolled plate is subjected to finish rolling by a finish rolling mill to produce a steel plate (finish rolling step: S22). The manufactured steel plate is cooled by ROT (run-out table) (ROT cooling step: S3). In the ROT cooling step (S3), first, the steel sheet is strongly cooled by a water cooling device (strong cooling step S31). After intense cooling, the steel plate is slowly cooled (slow cooling step: S32). The steel sheet after ROT cooling is wound up (winding step: S4). A hot-rolled steel sheet for line pipes is manufactured through the above-described manufacturing process.

さらに、ラインパイプ用熱延鋼板を成形及び溶接して製管し、ラインパイプ用電縫鋼管を製造する(製管工程:S5)。以下、それぞれの工程について詳しく説明する。 Further, the hot-rolled steel sheet for line pipe is shaped and welded to produce a pipe, thereby producing an electric resistance welded steel pipe for line pipe (pipe making step: S5). Each step will be described in detail below.

[素材準備工程(S0)]
上述の化学組成を有する素材を準備する。具体的には、上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。溶鋼を用いて、素材(スラブ)を製造する。連続鋳造法により鋳片(スラブ)を製造してもよい。溶鋼を用いてインゴットを製造し、インゴットを分塊圧延して素材(スラブ)を製造してもよい。
[Material preparation step (S0)]
A material having the chemical composition described above is prepared. Specifically, molten steel having the chemical composition described above is produced. A raw material (slab) is manufactured using molten steel. A cast piece (slab) may be produced by a continuous casting method. An ingot may be manufactured using molten steel, and the ingot may be bloomed to manufacture a raw material (slab).

[加熱工程(S1)]
加熱工程(S1)では、製造されたスラブを加熱炉で加熱する。加熱炉でのスラブの加熱温度は1060~1200℃であるのが好ましい。加熱温度が1060℃以上であれば、圧延後の析出強化が得られ、適切な強度が得られる。加熱温度が1200℃以下であれば、結晶粒(オーステナイト粒)の粗大化を抑制できる。加熱温度が1200℃以下であればさらに、次工程の粗圧延の最終スタンド出側の温度T0を適度に保つことができる。したがって、加熱温度は1060~1200℃である。好ましい加熱温度の下限は1100℃である。好ましい加熱温度の上限は1160℃である。
[Heating step (S1)]
In the heating step (S1), the manufactured slab is heated in a heating furnace. The heating temperature of the slab in the heating furnace is preferably 1060-1200°C. If the heating temperature is 1060° C. or higher, precipitation strengthening after rolling can be obtained, and appropriate strength can be obtained. If the heating temperature is 1200° C. or less, coarsening of crystal grains (austenite grains) can be suppressed. If the heating temperature is 1200° C. or less, the temperature T 0 at the exit side of the final stand in the next step of rough rolling can be maintained appropriately. Therefore, the heating temperature is 1060-1200°C. A preferable lower limit of the heating temperature is 1100°C. A preferable upper limit of the heating temperature is 1160°C.

[圧延工程(S2)]
圧延工程(S2)では、加熱工程(S1)で加熱されたスラブを、粗圧延機及び仕上げ圧延機を用いて熱間圧延して、鋼板にする。圧延工程(S2)は、粗圧延工程(S21)及び仕上げ圧延工程(S22)を備える。粗圧延機及び仕上げ圧延機ともに、一列に並んだ複数の圧延スタンドを備え、各圧延スタンドはロール対を備える。
[Rolling step (S2)]
In the rolling step (S2), the slab heated in the heating step (S1) is hot-rolled using a rough rolling mill and a finishing rolling mill to form a steel plate. The rolling process (S2) includes a rough rolling process (S21) and a finish rolling process (S22). Both the roughing mill and the finishing mill comprise a plurality of rolling stands arranged in a row, each rolling stand comprising a pair of rolls.

[粗圧延工程(S21)]
粗圧延工程(S21)では、準備されたスラブに対して粗圧延を実施して、粗圧延板を製造する。
[Rough rolling step (S21)]
In the rough rolling step (S21), the prepared slab is subjected to rough rolling to produce a rough rolled sheet.

粗熱延機としては、たとえば複数のスタンドを備える多段式の熱延機が用いられる。たとえば、1~3スタンドの2段式又は4段式熱延機によって往復又は一方向の圧延を行う方法が挙げられる。 As the rough hot rolling mill, for example, a multistage hot rolling mill having a plurality of stands is used. For example, there is a method in which reciprocating or unidirectional rolling is performed using a two-high or four-high hot rolling mill with 1 to 3 stands.

粗圧延のトータル圧下率は、本実施形態の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、好ましくは、60~75%である。 The total rolling reduction in rough rolling is not particularly limited as long as the effects of the present embodiment can be obtained, but is preferably 60 to 75%.

粗圧延終了直後から、次工程の仕上げ圧延開始までの時間は、粗圧延の最終スタンド出側の温度に応じて制御する。なお、粗圧延終了直後とは、粗圧延の最終スタンド出側から5m以内のことを意味する。 The time from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling in the next step is controlled according to the temperature at the delivery side of the final stand for rough rolling. Note that "immediately after completion of rough rolling" means within 5 m from the exit side of the final stand for rough rolling.

粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間は短いほうが好ましい。粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間が短ければ、粗圧延後、仕上げ圧延前の鋼材中において、再結晶しにくくなる。この場合、粗圧延で扁平化した結晶粒の形及び粒内に導入した加工歪を保持したまま、仕上げ圧延を実施できる。その結果、仕上げ圧延及び冷却後の組織において、平均結晶粒径の微細化と{100}面の特定面への集積がさらに促進しやすくなる。 The shorter the time from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling, the better. If the time from the end of rough rolling to the start of finish rolling is short, it becomes difficult to recrystallize the steel after rough rolling and before finish rolling. In this case, the finish rolling can be performed while maintaining the shape of the crystal grains flattened by the rough rolling and the working strain introduced into the grains. As a result, in the structure after finish rolling and cooling, the refinement of the average crystal grain size and the accumulation of {100} planes on specific planes are further facilitated.

粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間は、粗圧延の最終スタンド出側の温度に応じて変えることができる。より具体的には、粗圧延の最終スタンド出側の温度が低ければ、扁平化した結晶粒の形を保持しやすくなる。この場合、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間を長くできる。粗圧延の最終スタンド出側の温度が高ければ、扁平化した結晶粒の形を保持しにくくなる。この場合、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間は短くする必要がある。 The time from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling can be changed according to the temperature on the delivery side of the final stand for rough rolling. More specifically, if the temperature on the delivery side of the final stand in rough rolling is low, it becomes easier to maintain the shape of flattened crystal grains. In this case, the time from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling can be lengthened. If the temperature on the delivery side of the final stand in rough rolling is high, it becomes difficult to maintain the shape of the flattened crystal grains. In this case, it is necessary to shorten the time from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling.

粗圧延の最終スタンド出側の温度T0(℃)と、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間t0(s)とは、以下の式(3)を満たす。
0(s)≦-3.7T0+3686 (3)
F2=-3.7T0+3686と定義する。加熱温度が上記範囲内であり、t0(s)がF2以下であれば、再結晶せず、粗圧延で扁平化した結晶粒の形を保持しやすくなる。その結果、さらに、{100}面が特定面に集積しやすくなる。一方、t0(s)がF2を超えれば、再結晶するため、粗圧延で扁平化した結晶粒の形を保持できない。その結果、{100}面が特定面に集積しにくくなる。
The temperature T 0 (° C.) at the delivery side of the final stand for rough rolling and the time t 0 (s) from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling satisfy the following equation (3).
t 0 (s)≦−3.7T 0 +3686 (3)
Define F2=-3.7T 0 +3686. When the heating temperature is within the above range and t 0 (s) is F2 or less, recrystallization does not occur and the shape of crystal grains flattened by rough rolling can be easily maintained. As a result, it becomes easier for the {100} planes to accumulate on the specific plane. On the other hand, if t 0 (s) exceeds F2, recrystallization occurs and the shape of crystal grains flattened by rough rolling cannot be maintained. As a result, {100} planes are less likely to accumulate on a specific plane.

[仕上げ圧延工程(S22)]
仕上げ圧延工程では、得られた粗圧延板に対して、仕上げ圧延機により仕上げ圧延を実施して、鋼板を製造する。
[Finish rolling step (S22)]
In the finish rolling step, the obtained rough rolled plate is subjected to finish rolling by a finish rolling mill to produce a steel plate.

仕上げ圧延工程では、一列に並んだ複数の圧延スタンド(各圧延スタンドは一対のワークロールを有する)を含むタンデム圧延機を用いてタンデム圧延を実施して、複数のパスを実施してもよいし、一対のワークロールを有するゼンジミア圧延機等によるリバース圧延を実施して、複数のパスを実施してもよい。 In the finish rolling process, tandem rolling may be performed using a tandem rolling mill including a plurality of rolling stands arranged in a row (each rolling stand having a pair of work rolls) to perform a plurality of passes. , reverse rolling may be performed by a Sendzimir rolling mill or the like having a pair of work rolls, and a plurality of passes may be performed.

仕上げ圧延工程において、仕上げ圧延機の最終スタンドの出側での鋼板の表面温度を、仕上げ圧延温度(℃)と定義する。仕上げ圧延温度(℃)は、低温であるのが好ましい。低温とは、具体的には、800℃以下である。仕上げ圧延温度が800℃以下であれば、圧延集合素組織及びその変態集合組織が発達する。これにより、{100}集積度を高めることができる。 In the finish rolling process, the surface temperature of the steel sheet on the delivery side of the final stand of the finish rolling mill is defined as the finish rolling temperature (°C). The finish rolling temperature (°C) is preferably low. A low temperature is, specifically, 800° C. or lower. If the finish rolling temperature is 800° C. or less, the rolling texture and its transformation texture develop. Thereby, the {100} integration degree can be increased.

ただし、仕上げ圧延温度(℃)は、Ar3変態温度以上であるのが好ましい。仕上げ圧延温度がAr3変態温度以上であれば、鋼板の圧延抵抗を低減させることができ、生産性が高まる。仕上げ圧延温度がAr3変態温度以上であればさらに、フェライト及びオーステナイトの二相域で鋼板が圧延されることを防ぐことができる。この場合、鋼板のミクロ組織が層状組織を形成するのを抑制することができ、機械的性質が高まる。したがって、仕上げ圧延温度はAr3変態温度以上であるのが好ましい。上述の化学組成を有する本実施形態のラインパイプ用鋼材において、Ar3変態温度は、700~750℃である。 However, the finish rolling temperature (°C) is preferably equal to or higher than the Ar 3 transformation temperature. If the finish rolling temperature is equal to or higher than the Ar 3 transformation temperature, the rolling resistance of the steel sheet can be reduced, and productivity increases. If the finish rolling temperature is equal to or higher than the Ar 3 transformation temperature, it is possible to further prevent the steel sheet from being rolled in the two-phase region of ferrite and austenite. In this case, it is possible to suppress the microstructure of the steel sheet from forming a layered structure, and the mechanical properties are enhanced. Therefore, the finish rolling temperature is preferably equal to or higher than the Ar3 transformation temperature. The Ar 3 transformation temperature of the line pipe steel material of the present embodiment having the chemical composition described above is 700 to 750°C.

仕上げ圧延でのトータル圧下率は60~80%とするのが好ましい。この場合、{100}集積度がさらに高まる。 The total rolling reduction in finish rolling is preferably 60 to 80%. In this case, the {100} integration degree is further increased.

以上より、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間t0(s)がF2以下であり、仕上げ圧延温度が低温であれば、{100}集積度が1.50以上となる。 From the above, when the time t 0 (s) from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling is F2 or less and the finish rolling temperature is low, the {100} accumulation degree is 1.50 or more.

仕上げ圧延後の鋼板の板厚は、12~25mmである。本実施形態の製造方法を用いれば、板厚を12mm以上としても、優れた靭性が得られる。 The thickness of the steel sheet after finish rolling is 12 to 25 mm. By using the manufacturing method of the present embodiment, excellent toughness can be obtained even if the plate thickness is 12 mm or more.

[ROT冷却工程(S3)]
ROT(ランアウトテーブル)冷却工程(S3)では、圧延工程(S2)で製造された鋼板を冷却する。ROT冷却工程(S3)は、強冷却工程(S31)と徐冷却工程(S32)とを備えるのが好ましい。これにより、ラインパイプ用鋼材の厚さ中央部の組織において、フェライト分率が高まり、鋼の低温靭性が高まる。以下、この点について詳述する。
[ROT cooling step (S3)]
In the ROT (run out table) cooling step (S3), the steel plate manufactured in the rolling step (S2) is cooled. The ROT cooling step (S3) preferably includes a strong cooling step (S31) and a slow cooling step (S32). As a result, the ferrite fraction increases in the structure at the center of the thickness of the steel material for line pipes, and the low-temperature toughness of the steel increases. This point will be described in detail below.

図3は、本実施の形態によるラインパイプ用鋼材のCCT線図の一例である。図3中、Fはフェライトノーズ、Pはパーライトノーズ、及びBはベイナイトノーズを示す。 FIG. 3 is an example of a CCT diagram of the steel material for line pipe according to this embodiment. In FIG. 3, F indicates ferrite nose, P indicates pearlite nose, and B indicates bainite nose.

図3に示すとおり、フェライトノーズはパーライトノーズ及びベイナイトノーズよりも高い位置に存在する。図3中の破線C2は従来の冷却工程による冷却曲線(冷却曲線C2)を示す。冷却曲線C2はパーライトノーズを経由してもよい。従来の冷却方法では、冷却過程において、フェライトノーズ、パーライトノーズ及び/又はベイナイトノーズのすべてを均一の速度で経由する。そのため、組織中にパーライト及び/又はベイナイトが多く生成し、組織中のフェライト分率が低下する。 As shown in FIG. 3, the ferrite nose exists at a higher position than the pearlite nose and the bainite nose. A dashed line C2 in FIG. 3 indicates a cooling curve (cooling curve C2) according to a conventional cooling process. The cooling curve C2 may pass through the pearlite nose. Conventional cooling methods pass through all of the ferrite nose, pearlite nose and/or bainite nose at a uniform rate during the cooling process. Therefore, a large amount of pearlite and/or bainite is generated in the structure, and the ferrite fraction in the structure is reduced.

そこで、本実施形態では、たとえば破線C1の冷却曲線(冷却曲線C1)に沿って冷却を行う。具体的には、冷却初期では、フェライトノーズ近傍まで強冷却を実施する(S31)。強冷却により鋼が急速に冷却されると、鋼内に多数の歪みが生じ、その結果、未再結晶組織に多数の核生成サイトが生じる。強冷却後、徐冷却を実施する(S32)。このとき、鋼の温度を図3中のフェライト領域内に保持する。これにより、強冷却時に生成した多数の核生成サイトから微細なフェライトが生成される。その結果、組織中のフェライト分率が高まり、かつ、結晶粒が微細化される。そのため、鋼の低温靭性が高まる。冷却曲線C1は、パーライトノーズを通過してもよい。 Therefore, in the present embodiment, cooling is performed, for example, along the cooling curve (cooling curve C1) indicated by the dashed line C1. Specifically, in the early stages of cooling, strong cooling is performed up to the vicinity of the ferrite nose (S31). When the steel is cooled rapidly by intense cooling, it creates multiple strains in the steel, resulting in multiple nucleation sites in the unrecrystallized structure. After strong cooling, slow cooling is performed (S32). At this time, the temperature of the steel is kept within the ferrite region in FIG. As a result, fine ferrite is generated from numerous nucleation sites generated during intense cooling. As a result, the ferrite fraction in the structure is increased and the crystal grains are refined. Therefore, the low temperature toughness of the steel is enhanced. Cooling curve C1 may pass through the pearlite nose.

[強冷却工程(S31)]
初めに、鋼板を強冷却する。強冷却はたとえば、水冷装置による水冷である。水冷直前の鋼板の表面温度は特に限定しないが、Ar3変態温度以上であるのが好ましい。水冷直前の鋼板の表面温度がAr3変態温度以上であれば、粒成長により結晶粒が粗大化することによる強度の低下を防止できる。
[Strong cooling step (S31)]
First, the steel sheet is strongly cooled. Intensive cooling is, for example, water cooling with a water cooling device. Although the surface temperature of the steel sheet immediately before water cooling is not particularly limited, it is preferably the Ar 3 transformation temperature or higher. If the surface temperature of the steel sheet immediately before water cooling is equal to or higher than the Ar 3 transformation temperature, it is possible to prevent reduction in strength due to coarsening of crystal grains due to grain growth.

強冷却工程(S31)での冷却速度をV1(℃/s)とする。V1は、熱伝導により計算される。V1は、板厚中央部で5℃/s以上であるのが好ましい。冷却速度V1が5℃/s未満の場合、冷却による過冷度が不足するため、フェライトの核生成サイトを十分に得ることができない。この場合、フェライト粒の生成量が少なくなるため、フェライト粒が粗大化し、鋼の低温靭性が低下する。したがって、冷却速度V1は5℃/s以上である。冷却速度V1の好ましい下限は7℃/sであり、さらに好ましくは8℃/sである。 Let the cooling rate in the strong cooling step (S31) be V1 (°C/s). V1 is calculated by heat conduction. V1 is preferably 5° C./s or more at the plate thickness central portion. If the cooling rate V1 is less than 5° C./s, the degree of supercooling due to cooling is insufficient, and sufficient ferrite nucleation sites cannot be obtained. In this case, since the amount of ferrite grains produced is reduced, the ferrite grains are coarsened and the low-temperature toughness of the steel is lowered. Therefore, the cooling rate V1 is 5° C./s or more. A preferable lower limit of the cooling rate V1 is 7° C./s, more preferably 8° C./s.

強冷却工程(S31)では、鋼板の表面温度が580~680℃になるまで、鋼板を冷却する。換言すれば、強冷却停止温度T1は580~680℃である。強冷却停止温度T1が低すぎれば、CCT線図において、鋼板温度がフェライト領域を通過してパーライト領域及び/又はベイナイト領域に到達する。この場合、フェライト分率が低下し、鋼の低温靭性が低下する。一方、強冷却停止温度T1が高すぎれば、初析フェライトを強化するNbの析出が過時効となり、鋼の強度が低下する。強冷却停止温度T1を580~680℃にすれば、後工程の徐冷却工程(S4)で徐冷却することにより、フェライト分率を60%以上とすることができ、鋼の低温靭性が高まる。好ましい強冷却停止温度T1は600~670℃であり、さらに好ましくは610~670℃である。 In the strong cooling step (S31), the steel plate is cooled until the surface temperature of the steel plate reaches 580 to 680°C. In other words, the strong cooling stop temperature T1 is 580-680.degree. If the strong cooling stop temperature T1 is too low, the steel sheet temperature passes through the ferrite region and reaches the pearlite region and/or the bainite region in the CCT diagram. In this case, the ferrite fraction decreases and the low temperature toughness of the steel decreases. On the other hand, if the strong cooling stop temperature T1 is too high, the precipitation of Nb, which strengthens the pro-eutectoid ferrite, is overaged, and the strength of the steel is lowered. If the strong cooling stop temperature T1 is set to 580 to 680° C., the slow cooling in the subsequent slow cooling step (S4) can increase the ferrite fraction to 60% or more, increasing the low temperature toughness of the steel. The strong cooling stop temperature T1 is preferably 600 to 670°C, more preferably 610 to 670°C.

[徐冷却工程(S32)]
強冷却工程(S31)で強冷却した鋼板に対して、徐冷却を実施する。
[Slow cooling step (S32)]
Slow cooling is performed with respect to the steel plate hard-cooled by the strong-cooling process (S31).

徐冷却工程(S32)での冷却速度をV2(℃/s)とする。冷却速度V2は、板厚中央部で2.0~4.0℃/sであるのが好ましい。冷却速度V2が遅すぎれば、次工程以降での、徐冷却停止温度T2及び巻取り温度T3が高くなりすぎる。この場合、結晶粒が粗大化し、鋼の低温靭性が低下する。冷却速度V2が速すぎれば、CCT線図において、鋼板温度がフェライト領域を通過して、パーライト領域及び/又はベイナイト領域に到達する。この場合、フェライト分率が低下し、鋼の低温靭性が低下する。したがって、冷却速度V2は2.0~4.0℃/sである。 Let the cooling rate in the slow cooling step (S32) be V2 (°C/s). The cooling rate V2 is preferably 2.0 to 4.0° C./s at the plate thickness central portion. If the cooling rate V2 is too slow, the slow cooling stop temperature T2 and the winding temperature T3 in the subsequent steps will be too high. In this case, the crystal grains become coarse and the low temperature toughness of the steel deteriorates. If the cooling rate V2 is too fast, the steel sheet temperature passes through the ferrite region and reaches the pearlite region and/or the bainite region in the CCT diagram. In this case, the ferrite fraction decreases and the low temperature toughness of the steel decreases. Therefore, the cooling rate V2 is 2.0-4.0° C./s.

徐冷却工程(S32)では、鋼板の表面温度が500~670℃になるまで、鋼板を冷却する。換言すれば、徐冷却停止温度T2は500~670℃である。徐冷却停止温度T2が低すぎれば、CCT線図において、鋼板温度がフェライト領域を通過して、パーライト領域及び/又はベイナイト領域に到達する。この場合、フェライト分率が低下し、鋼の低温靭性が低下する。徐冷却停止温度T2が高すぎれば、鋼の強度が低下する。したがって、徐冷却停止温度T2は500~670℃である。徐冷却停止温度T2の好ましい下限は580℃であり、さらに好ましくは590℃である。徐冷却停止温度T2の好ましい上限は650℃であり、さらに好ましくは635℃であり、さらに好ましくは620℃である。 In the slow cooling step (S32), the steel plate is cooled until the surface temperature of the steel plate reaches 500 to 670°C. In other words, the slow cooling stop temperature T2 is 500-670.degree. If the slow cooling stop temperature T2 is too low, the steel sheet temperature passes through the ferrite region and reaches the pearlite region and/or the bainite region in the CCT diagram. In this case, the ferrite fraction decreases and the low temperature toughness of the steel decreases. If the slow cooling stop temperature T2 is too high, the strength of steel will decrease. Therefore, the slow cooling stop temperature T2 is 500 to 670°C. A preferable lower limit of the slow cooling stop temperature T2 is 580°C, more preferably 590°C. The upper limit of the slow cooling stop temperature T2 is preferably 650°C, more preferably 635°C, and still more preferably 620°C.

[巻取り工程(S4)]
巻取り工程(S4)では、ROT冷却工程(S3)により冷却された鋼板を巻取り、コイル状のラインパイプ用熱延鋼板にする。
[Winding step (S4)]
In the coiling process (S4), the steel sheet cooled in the ROT cooling process (S3) is coiled into a coil-shaped hot-rolled steel sheet for line pipes.

コイル状のラインパイプ用熱延鋼板は徐冷却工程終了後、空冷された後、巻取り処理される。巻取り時の鋼板の表面温度(以下、巻取り温度という)T3は、500~650℃である。巻取り温度T3が低すぎれば、粗大結晶粒率が高くなり、鋼の低温靭性が低下する。一方、巻取り温度T3が高すぎれば、結晶粒が粗大化して、鋼の低温靭性が低下する。したがって、巻取り温度T3は、500~650℃である。好ましいT3は510~600℃であり、さらに好ましくは520~560℃である。 After the slow cooling step, the coiled hot-rolled steel sheet for line pipe is air-cooled and then coiled. The surface temperature T3 of the steel sheet during winding (hereinafter referred to as winding temperature) is 500 to 650°C. If the coiling temperature T3 is too low, the coarse grain ratio increases and the low temperature toughness of the steel decreases. On the other hand, if the coiling temperature T3 is too high, the crystal grains become coarse and the low temperature toughness of the steel deteriorates. Therefore, the winding temperature T3 is 500-650.degree. T3 is preferably 510-600°C, more preferably 520-560°C.

以上の製造工程により、本実施形態のラインパイプ用熱延鋼板が製造される。 The hot-rolled steel sheet for line pipes of the present embodiment is manufactured by the manufacturing process described above.

[製管工程(S5)]
コイル状のラインパイプ用熱延鋼板を巻き戻しながら、周知の方法により、ラインパイプ用電縫鋼管を製造する。具体的には、ラインパイプ用熱延鋼板を連続した成形ロールによる曲げ加工により筒状(オープンパイプ)にする。続いて、オープンパイプの継ぎ目部、つまりラインパイプ用熱延鋼板の長手方向の両端面を電縫溶接法により溶接する。以上の工程により、ラインパイプ用電縫鋼管を製造する。
[Pipe manufacturing step (S5)]
An electric resistance welded steel pipe for line pipe is manufactured by a well-known method while unwinding the coiled hot-rolled steel plate for line pipe. Specifically, a hot-rolled steel sheet for line pipe is bent into a tubular shape (open pipe) by continuous forming rolls. Subsequently, the seams of the open pipe, that is, both longitudinal end surfaces of the hot-rolled steel sheet for line pipe are welded by the electric resistance welding method. Through the above steps, an electric resistance welded steel pipe for line pipes is manufactured.

以上の製造工程により製造されたラインパイプ用鋼材(ラインパイプ用熱延鋼板及びラインパイプ用電縫鋼管)では、厚さ中央部の組織において、フェライト分率を60~90%以上、有効結晶粒径を15μm以下、及び粗大結晶粒率を20%以下とすることができる。さらに、{100}集積度を1.50~2.50とすることができる。その結果、DWTT保証温度を-30℃以下として低温靭性を高めることができる。さらに、ラインパイプ用電縫鋼管における管軸方向において450~540MPaの降伏応力、及び、510~625MPaの引張強度を得ることができる。 In the steel materials for line pipes (hot-rolled steel sheets for line pipes and electric resistance welded steel pipes for line pipes) manufactured by the above manufacturing process, the ferrite fraction is 60 to 90% or more in the structure at the center of the thickness, and the effective grain size is The diameter can be 15 μm or less and the coarse grain ratio can be 20% or less. Furthermore, the {100} density can be 1.50 to 2.50. As a result, the DWTT guarantee temperature can be set to −30° C. or lower, and the low temperature toughness can be enhanced. Furthermore, it is possible to obtain a yield stress of 450 to 540 MPa and a tensile strength of 510 to 625 MPa in the axial direction of the electric resistance welded steel pipe for line pipe.

表1に示す鋼A~鋼Mの溶鋼を連続鋳造してスラブを製造した。 Slabs were manufactured by continuously casting molten steels of Steel A to Steel M shown in Table 1.

Figure 0007206792000001
Figure 0007206792000001

鋼A~鋼Mの複数のスラブを用いて、表2に示す試験番号1~試験番号21のラインパイプ用電縫鋼管を製造した。 Using a plurality of slabs of Steel A to Steel M, electric resistance welded steel pipes for line pipes of Test Nos. 1 to 21 shown in Table 2 were manufactured.

Figure 0007206792000002
Figure 0007206792000002

具体的にはスラブを、加熱炉で、表2に示す加熱温度に加熱した。加熱されたスラブに対して粗圧延を実施した。粗圧延の最終スタンド出側での温度T0(℃)、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間t0(秒)及びF2は表2に示すとおりであった。粗圧延後、表2に示す仕上げ圧延温度で仕上げ圧延を行って、鋼板を製造した。未再結晶温度域での圧下率は、いずれの試験番号も60~80%であった。仕上げ圧延温度は、試験番号19以外は、Ar3変態温度以上であった。 Specifically, the slab was heated to the heating temperature shown in Table 2 in a heating furnace. Rough rolling was performed on the heated slab. Table 2 shows the temperature T 0 (° C.) at the exit side of the final stand in rough rolling, the time t 0 (seconds) from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling, and F2. After rough rolling, finish rolling was performed at the finish rolling temperature shown in Table 2 to produce a steel plate. The rolling reduction in the non-recrystallization temperature range was 60 to 80% for all test numbers. The finish rolling temperature was higher than the Ar 3 transformation temperature except for test No. 19.

仕上げ圧延後の鋼板に対して、ROT冷却を実施した。仕上げ圧延終了から強冷却開始までの時間は20秒以内とした。ROT冷却工程においては、試験番号20以外は、5℃/s以上の冷却速度V1にて、580~680℃である強冷却停止温度T1となるまで強冷却した。次いで、2.0~4.0℃/sの冷却速度V2にて、500~670℃である徐冷却停止温度T2(但し、T1>T2を満足する)となるまで徐冷却した。 ROT cooling was implemented with respect to the steel plate after finish rolling. The time from the end of finish rolling to the start of strong cooling was set within 20 seconds. In the ROT cooling process, except for Test No. 20, the cooling rate V1 was 5°C/s or more, and the cooling was intensively cooled to the intensive cooling stop temperature T1 of 580 to 680°C. Then, it was slowly cooled at a cooling rate V2 of 2.0 to 4.0° C./s until it reached a slow cooling stop temperature T2 of 500 to 670° C. (provided that T1>T2 was satisfied).

以上の製造工程により鋼板を製造した。得られた鋼板を、500~650℃の巻取り温度T3(但し、T2>T3を満足する)にて巻取り、ホットコイルの形態のラインパイプ用熱延鋼板を得た。 A steel plate was manufactured by the manufacturing process described above. The obtained steel sheet was coiled at a coiling temperature T3 of 500 to 650° C. (where T2>T3 is satisfied) to obtain a hot-rolled steel sheet for line pipe in the form of a hot coil.

得られたラインパイプ用熱延鋼板を用いて上述の方法で製管し、外径が304.8~660.4mm、肉厚12mm以上のラインパイプ用電縫鋼管を製造した。 Using the obtained hot-rolled steel sheet for line pipe, a pipe was produced by the method described above to produce an electric resistance welded steel pipe for line pipe having an outer diameter of 304.8 to 660.4 mm and a wall thickness of 12 mm or more.

[試験方法]
[強度試験]
各試験番号のラインパイプ用電縫鋼管から引張試験片を採取した。具体的には、ラインパイプ用電縫鋼管を軸方向に見てラインパイプ用電縫鋼管の溶接部から90°の位置(電縫鋼管から管周方向に90°ずれた位置)から全厚の管軸方向の引張試験片を採取した。引張試験片の横断面は弧状であり、引張試験片の長手方向は、鋼管の長手方向と平行であった。引張試験片のサイズは図5に示すとおりであり、平行部の長さは50.8mm、平行部の幅は38.1mmであった。図5中の数値は、試験片の対応する部位の寸法(単位はmm)を示す。引張試験片を用いて、API規格の5CTの規定に準拠して、常温にて引張試験を実施した。試験結果に基づいて、ラインパイプ用電縫鋼管の降伏強度YS(MPa)及び引張強度TS(MPa)を求めた。
[Test method]
[Strength test]
Tensile test pieces were taken from electric resistance welded steel pipes for line pipes of each test number. Specifically, from the position 90° from the welded portion of the electric resistance welded steel pipe for line pipe when viewed in the axial direction (position shifted by 90° in the pipe circumferential direction from the electric resistance welded steel pipe), the full thickness A tensile test piece in the direction of the tube axis was taken. The cross section of the tensile test piece was arc-shaped, and the longitudinal direction of the tensile test piece was parallel to the longitudinal direction of the steel pipe. The size of the tensile test piece was as shown in FIG. 5, the length of the parallel portion was 50.8 mm, and the width of the parallel portion was 38.1 mm. Numerical values in FIG. 5 indicate dimensions (unit: mm) of corresponding portions of the test piece. Using a tensile test piece, a tensile test was carried out at room temperature in accordance with API standard 5CT. Yield strength YS (MPa) and tensile strength TS (MPa) of electric resistance welded steel pipes for line pipes were obtained based on the test results.

[ミクロ組織]
ラインパイプ用電縫鋼管について、上述の方法に基づいて、EBSP-OIM(商標)を用いて、厚さ中央部のフェライト分率、有効結晶粒径、及び粗大結晶粒率を測定した。有効結晶粒径測定でのEBSP-OIM(商標)の測定条件は倍率:400倍、視野面積:200μm×500μm、測定ステップ:0.3μmとした。
[Microstructure]
Regarding the electric resistance welded steel pipe for line pipe, the ferrite fraction, effective grain size, and coarse grain ratio at the center of the thickness were measured using EBSP-OIM (trademark) based on the method described above. The measurement conditions of EBSP-OIM (trademark) in effective crystal grain size measurement were magnification: 400 times, visual field area: 200 μm×500 μm, measurement step: 0.3 μm.

EBSP-OIM(商標)における解析ソフトとして、TSLソリューションズ社製の「TSL OIM Analysis 7(商標)」を用いた。 As analysis software for EBSP-OIM (trademark), "TSL OIM Analysis 7 (trademark)" manufactured by TSL Solutions was used.

また、上記フェライト分率の測定において、母材部の肉厚中央部の金属組織における残部(つまり、フェライト以外の組織)の種類も確認した。 In addition, in the measurement of the ferrite fraction, the type of the remainder (that is, the structure other than ferrite) in the metal structure of the thickness central portion of the base material portion was also confirmed.

[{100}集積度]
ラインパイプ用電縫鋼管について、上述の方法に基づいて、EBSP-OIM(商標)を用いて、{100}集積度を測定した。EBSP-OIM(商標)での測定条件は倍率:400倍、視野面積:200μm×500μm、測定ステップ:0.3μmとした。
[{100} degree of integration]
Regarding the electric resistance welded steel pipe for line pipe, the {100} accumulation degree was measured using EBSP-OIM (trademark) based on the method described above. The measurement conditions for EBSP-OIM (trademark) were magnification: 400 times, visual field area: 200 μm×500 μm, and measurement step: 0.3 μm.

[低温靭性試験]
各試験番号のラインパイプ用電縫鋼管からDWTT試験片を採取した。採取位置は引張り試験片と同じ溶接部から90°の位置であった。採取位置から管周方向に採取された円弧状の部材を展開して平板状とし、90°位置にノッチを加工した。DWTT試験片のサイズは図6に示すとおりであった。図6中の数値は、試験片の対応する部位の寸法(単位はmm)を示す。tは肉厚(単位はmm)を示す。DWTT試験片の長手方向は、ラインパイプ用電縫鋼管の円周方向に相当した。DWTT試験片に対して、ASTM E 436の規定に準拠して、DWTT試験を行った。延性破面率が85%となる最低温度(DWTT保証温度)を求めた。DWTT保証温度が、-30℃以下の場合、低温靭性が高いと評価した。
[Low temperature toughness test]
A DWTT test piece was taken from the electric resistance welded steel pipe for line pipe of each test number. The sampling position was 90° from the same weld as the tensile specimen. An arc-shaped member sampled in the pipe circumferential direction from the sampling position was developed into a flat plate, and a notch was processed at a 90° position. The size of the DWTT specimen was as shown in FIG. Numerical values in FIG. 6 indicate dimensions (unit: mm) of corresponding portions of the test piece. t indicates the thickness (unit: mm). The longitudinal direction of the DWTT test piece corresponded to the circumferential direction of the electric resistance welded steel pipe for line pipe. A DWTT test was performed on the DWTT specimens in accordance with the ASTM E 436 specification. The minimum temperature (DWTT guarantee temperature) at which the ductile fracture surface ratio is 85% was determined. When the DWTT guarantee temperature was −30° C. or lower, it was evaluated that the low temperature toughness was high.

[試験結果]
表3に試験結果を示す。表3中、「P,B」の表記は、パーライト及びベイナイトの少なくとも一方であることを意味する。
[Test results]
Table 3 shows the test results. In Table 3, "P, B" means at least one of pearlite and bainite.

Figure 0007206792000003
Figure 0007206792000003

表1~表3を参照して、試験番号1~試験番号13の鋼の化学組成は適切であり、式(1)を満たした。さらに、いずれの試験番号の製造条件も適切であった。そのため、試験番号1~試験番号13のフェライト分率は60~90%であり、有効結晶粒径は15μm以下であり、粗大結晶粒率は20%以下であった。さらに、{100}集積度は1.50~2.50であった。その結果、DWTT保証温度は-30℃以下であり、優れた低温靭性を示した。さらに、ラインパイプ用電縫鋼管の管軸方向の降伏強度YSはいずれも450~540MPaであり、引張強度TSはいずれも510~625MPaであった。 With reference to Tables 1 to 3, the chemical compositions of the steels of Test Nos. 1 to 13 were appropriate and satisfied formula (1). Furthermore, the manufacturing conditions for any test number were appropriate. Therefore, in Test Nos. 1 to 13, the ferrite fraction was 60 to 90%, the effective grain size was 15 μm or less, and the coarse grain ratio was 20% or less. Furthermore, the {100} density was 1.50-2.50. As a result, the DWTT guaranteed temperature was −30° C. or lower, indicating excellent low temperature toughness. Furthermore, the yield strength YS in the pipe axial direction of the electric resistance welded steel pipes for line pipes was 450 to 540 MPa, and the tensile strength TS was 510 to 625 MPa.

一方、試験番号14では、製造条件は適切であったものの、F1が式(1)下限未満であった。そのため、結晶粒が粗大化し、有効結晶粒径が15μmを超えた。さらに、{100}集積度が1.50未満であった。そのため、DWTT保証温度が-30℃よりも高く、低温靭性が低かった。 On the other hand, in Test No. 14, although the manufacturing conditions were appropriate, F1 was less than the lower limit of formula (1). Therefore, the crystal grains became coarse, and the effective crystal grain size exceeded 15 μm. Furthermore, the {100} density was less than 1.50. Therefore, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

試験番号15では、製造条件は適切であったものの、F1が式(1)の上限を超えた。そのため、フェライト分率が60%未満となり、ベイナイト主体組織となった。ベイナイト主体組織であるため、{100}集積度は1.50以上であったものの、有効結晶粒径が15μmを超え、粗大結晶粒率も20%を超えた。そのため、DWTT保証温度が-30℃より高く、低温靭性が低かった。さらに、ラインパイプ用電縫鋼管の降伏強度YSが540MPaを超え、引張強度TSが625MPaを超え、高すぎた。 In Test No. 15, although the manufacturing conditions were appropriate, F1 exceeded the upper limit of formula (1). As a result, the ferrite fraction was less than 60%, resulting in a bainite-based structure. Because of the bainite-based structure, the {100} accumulation degree was 1.50 or more, but the effective grain size exceeded 15 μm and the coarse grain ratio exceeded 20%. Therefore, the DWTT guaranteed temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low. Furthermore, the yield strength YS of the electric resistance welded steel pipe for line pipe exceeded 540 MPa, and the tensile strength TS exceeded 625 MPa, which were too high.

試験番号16では、加熱温度が1200℃を超えた。そのため、粗圧延の最終スタンド出側での温度T0が高くなりすぎ、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間t0がF2を超えた。そのため、結晶粒が粗大化し、有効結晶粒径が15μmを超え、粗大結晶粒率も20%を超えた。さらに、{100}集積度が1.50未満であった。その結果、DWTT保証温度が-30℃よりも高くなり、低温靭性が低かった。 In test number 16, the heating temperature exceeded 1200°C. Therefore, the temperature T 0 at the exit side of the final stand in rough rolling became too high, and the time t 0 from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling exceeded F2. Therefore, the crystal grains became coarse, the effective crystal grain size exceeded 15 μm, and the coarse crystal grain ratio exceeded 20%. Furthermore, the {100} density was less than 1.50. As a result, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

試験番号17では、加熱温度が1060℃未満であった。そのため、結晶粒が粗大化し、有効結晶粒径が15μmを超え、粗大結晶粒率も20%を超えた。さらに、{100}集積度が1.50未満であった。その結果、DWTT保証温度が-30℃よりも高くなり、低温靭性が低かった。 In Test No. 17, the heating temperature was less than 1060°C. Therefore, the crystal grains became coarse, the effective crystal grain size exceeded 15 μm, and the coarse crystal grain ratio exceeded 20%. Furthermore, the {100} density was less than 1.50. As a result, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

試験番号18では、仕上げ圧延温度が高すぎた。そのため、{100}集積度が1.50未満であった。その結果、DWTT保証温度が-30℃よりも高くなり、低温靭性が低かった。 In test number 18, the finish rolling temperature was too high. Therefore, the {100} integration degree was less than 1.50. As a result, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

試験番号19では、仕上げ圧延温度が低すぎた。そのため、粗大結晶粒率が20%を超えた。さらに、{100}集積度が1.50未満であった。その結果、DWTT保証温度が-30℃よりも高くなり、低温靭性が低かった。 In test number 19, the finish rolling temperature was too low. Therefore, the coarse crystal grain ratio exceeded 20%. Furthermore, the {100} density was less than 1.50. As a result, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

試験番号20では、V1が5℃/s未満であった。そのため、結晶粒が粗大化し、有効結晶粒径が15μmを超え、粗大結晶粒率も20%を超えた。そのため、{100}集積度が1.50未満であった。その結果、DWTT保証温度が-30℃よりも高くなり、低温靭性が低かった。 In test number 20, V1 was less than 5°C/s. Therefore, the crystal grains became coarse, the effective crystal grain size exceeded 15 μm, and the coarse crystal grain ratio exceeded 20%. Therefore, the {100} integration degree was less than 1.50. As a result, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

試験番号21では、粗圧延終了直後から仕上げ圧延開始までの時間t0がF2を超えた。そのため、{100}集積度が1.50未満であった。その結果、DWTT保証温度が-30℃よりも高くなり、低温靭性が低かった。 In test number 21, the time t 0 from immediately after the end of rough rolling to the start of finish rolling exceeded F2. Therefore, the {100} integration degree was less than 1.50. As a result, the DWTT guarantee temperature was higher than -30°C and the low temperature toughness was low.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.

Claims (8)

質量%で、
C:0.010~0.060%、
Si:0.05~0.30%、
Mn:0.50~2.00%、
P:0~0.030%、
S:0~0.0100%、
Al:0.010~0.035%、
N:0.0010~0.0080%、
Nb:0.010~0.080%、
Ti:0.005~0.030%、
Ni:0.001~0.50%、
Mo:0.05~0.30%、
O:0~0.0030%、
Ca:0~0.0050%、
V:0~0.100%、
Cr:0~0.30%、
Cu:0~0.30%、
Mg:0~0.0050%、及び、
希土類元素:0~0.0100%を含有し、残部がFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有し、
厚さ中央部の組織において、フェライト分率が60~90%であり、
0.3μmの測定ステップごとの方位測定で、隣り合う測定点の方位差が15°を超えた位置を粒界とし、前記粒界に囲まれた領域を結晶粒と定義したとき、エリア平均粒径である有効結晶粒径が15μm以下であり、結晶粒径が20μm以上の前記結晶粒の面積率である粗大結晶粒率が20%以下であり、
圧延方向に垂直な面をRD面、圧延面をND面、前記RD面及び前記ND面に垂直な面をTD面としたとき、前記RD面とのなす角度が45°であり、かつ、前記TD面とのなす角度が45°である特定面において、{100}面の集積度が1.50~2.50である、ラインパイプ用鋼材。
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
in % by mass,
C: 0.010 to 0.060%,
Si: 0.05 to 0.30%,
Mn: 0.50-2.00%,
P: 0 to 0.030%,
S: 0 to 0.0100%,
Al: 0.010-0.035%,
N: 0.0010 to 0.0080%,
Nb: 0.010 to 0.080%,
Ti: 0.005 to 0.030%,
Ni: 0.001 to 0.50%,
Mo: 0.05-0.30%,
O: 0 to 0.0030%,
Ca: 0 to 0.0050%,
V: 0 to 0.100%,
Cr: 0 to 0.30%,
Cu: 0-0.30%,
Mg: 0 to 0.0050%, and
Rare earth element: containing 0 to 0.0100%, the balance being Fe and impurities, having a chemical composition that satisfies formula (1),
In the structure at the center of the thickness, the ferrite fraction is 60 to 90%,
In orientation measurement at each measurement step of 0.3 μm, when the position where the orientation difference between adjacent measurement points exceeds 15° is defined as the grain boundary, and the region surrounded by the grain boundary is defined as the crystal grain, the area average grain The effective crystal grain size , which is the diameter, is 15 μm or less, and the coarse crystal grain ratio, which is the area ratio of the crystal grains having a crystal grain size of 20 μm or more, is 20% or less,
When the surface perpendicular to the rolling direction is the RD surface, the rolling surface is the ND surface, and the RD surface and the surface perpendicular to the ND surface are the TD surface, the angle formed with the RD surface is 45°, and A steel material for line pipes, wherein in a specific plane forming an angle of 45° with a TD plane, the degree of accumulation of {100} planes is 1.50 to 2.50.
0.300≦C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/3+Nb/3≦0.380 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for each element symbol in formula (1).
請求項1に記載のラインパイプ用鋼材であって、
前記化学組成は、質量%で、
Ca:0超~0.0050%、を含有する、ラインパイプ用鋼材。
The steel material for line pipe according to claim 1,
The chemical composition, in mass %,
A steel material for line pipes containing Ca: more than 0 to 0.0050%.
請求項1又は請求項2に記載のラインパイプ用鋼材であって、
前記化学組成は、質量%で、
V:0超~0.100%、
Cr:0超~0.30%、及び、
Cu:0超~0.30%、からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、ラインパイプ用鋼材。
The steel material for line pipes according to claim 1 or 2,
The chemical composition, in mass %,
V: more than 0 to 0.100%,
Cr: more than 0 to 0.30%, and
A steel material for line pipes containing one or more selected from the group consisting of Cu: more than 0 to 0.30%.
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のラインパイプ用鋼材であって、
前記化学組成は、質量%で、
Mg:0超~0.0050%、及び、
希土類元素:0超~0.0100%、からなる群から選択される1種以上を含有する、ラインパイプ用鋼材。
The steel material for line pipes according to any one of claims 1 to 3,
The chemical composition, in mass %,
Mg: more than 0 to 0.0050%, and
A steel material for line pipes, containing one or more selected from the group consisting of rare earth elements: more than 0 to 0.0100%.
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のラインパイプ用鋼材であって、
前記ラインパイプ用鋼材は、ラインパイプ用熱延鋼板である、ラインパイプ用鋼材。
The steel material for line pipes according to any one of claims 1 to 4,
The steel material for line pipes is a steel material for line pipes, which is a hot-rolled steel sheet for line pipes.
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のラインパイプ用鋼材であって、
前記ラインパイプ用鋼材は、ラインパイプ用電縫鋼管である、ラインパイプ用鋼材。
The steel material for line pipes according to any one of claims 1 to 4,
The steel material for line pipes is a steel material for line pipes, which is an electric resistance welded steel pipe for line pipes.
請求項6に記載のラインパイプ用電縫鋼管であって、
管軸方向の降伏強度が450~540MPaであり、管軸方向の引張強度が510~625MPaである、ラインパイプ用電縫鋼管。
The electric resistance welded steel pipe for line pipe according to claim 6,
An electric resistance welded steel pipe for line pipe, having a yield strength of 450 to 540 MPa in the pipe axial direction and a tensile strength of 510 to 625 MPa in the pipe axial direction.
請求項7に記載のラインパイプ用電縫鋼管であって、
肉厚が12~25mmであり、外径が304.8~660.4mmである、ラインパイプ用電縫鋼管。
The electric resistance welded steel pipe for line pipe according to claim 7,
An electric resistance welded steel pipe for line pipe, having a wall thickness of 12 to 25 mm and an outer diameter of 304.8 to 660.4 mm.
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